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巨量碳汇藏身沙海

  • 发布时间:2015-08-04 04:52:45  来源:经济日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  沙漠是沙的世界,但谁能想到浩瀚沙海下隐藏着一个地下咸水的“海洋”?中国科学院新疆生态与地理所的一项最新研究确认,这个咸水“海洋”,和真正的海洋一样,也是“碳汇”,是全球相关科学家苦苦寻求的“迷失碳汇”的一部分。

  化石燃料燃烧产生的二氧化碳,部分存储于大气中,并导致大气二氧化碳浓度升高;部分进入海洋。但还有一部分不知去向,被称为“迷失碳汇”。几十年来,相关科学家付出了巨大的努力,寻找“迷失碳汇”,基本确定它存在于陆地生态系统中,但到底在哪儿仍是个谜。北半球的温带森林生态系统被确认为碳汇,但确认的量远低于“迷失碳汇”。

  沙漠或荒漠区,植被稀疏甚至完全荒芜,土壤贫瘠,有机碳含量极低,长期以来被认为不可能大量吸收二氧化碳而形成碳汇。直到几年前,中美两国科学家几乎同时发现沙漠或荒漠区有进入地表的二氧化碳通量,并据此推测荒漠区很可能是一个很大的碳汇。这些发现引起广泛关注,《科学》杂志专文评述:《科学家发现了碳循环的隐匿环节?》。然而,这些关注也引起来自国际碳循环权威人士的强烈质疑:荒漠中贫瘠的土壤、稀疏的植物不可能以这么大的速率吸收二氧化碳。

  权威的质疑切中要害:沙漠中土壤或植物如果以这么大的速率吸收碳,不可能测不到增量。也就是说,那么多的二氧化碳进入荒漠,存哪儿了?

  中国科学院新疆生态与地理研究所李彦研究员带领团队进行长达10年的探索,最终做了解答:向下的二氧化碳通量不在植物中,也不在土壤中,“碳汇”存在于荒漠区地下咸水层。

  据介绍,碳汇形成过程大致如下:荒漠边缘区绿洲或荒漠土壤呼吸释放的二氧化碳,并不像别的地区那样完全返回大气,而是部分被盐碱性的土壤水溶解吸收;这些被溶解吸收的二氧化碳在灌溉洗盐过程中被淋洗进入地下水层,并随着地下水运动水平输送而进入广饶的沙漠下。

  简言之,这个碳汇过程是干旱区盐碱土改良、盐渍化控制的一个伴生过程:因为蒸发远大于降水,盐渍化是干旱区绿洲土壤的一个自然过程——为控制盐渍化,必须洗盐;而盐碱水对二氧化碳的溶解度极高,洗盐必然也洗去溶解其中的二氧化碳。这些洗盐水,最终汇集在浩瀚沙漠下形成地下咸水层,储存于其中的二氧化碳则形成碳汇,其自身同时也是一个巨大的碳库。初步估计,这个碳库的全球总量高达1000亿吨,是陆地上植物、土壤之外的第3个活动碳库。

  这是一个溶解性的无机碳汇,本质上与海洋中无机碳汇的形成没有区别。事实上,干旱区内陆河无入海口,而是消失于浩瀚沙漠,沙漠的地下水就是它的“海洋”。李彦团队研究证实,这个“沙漠下的海洋”与真正的海洋一样,也是碳汇。这个结果,在传统认为的“不可能地区”确认了碳汇的存在,为寻找“迷失碳汇”开创了一个全新的方向。

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