植樹造林和撲滅野火并不一定能使自然生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)存最大化。一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，規(guī)定的燃燒實(shí)際上可以鎖定或增加溫帶森林、熱帶草原和草原土壤中的碳。
這一發(fā)現(xiàn)指出了一種操縱世界碳捕獲和儲(chǔ)存自然能力的新方法，這也有助于維持自然生態(tài)系統(tǒng)過程。結(jié)果今天發(fā)表在《自然地球科學(xué)》雜志上。
“在森林中使用受控燃燒來減輕未來野火的嚴(yán)重程度是一個(gè)相對(duì)眾所周知的過程。但我們發(fā)現(xiàn)，在包括溫帶森林、大草原和草原在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)中，火可以穩(wěn)定甚至增加土壤碳，”該報(bào)告的第一作者、劍橋大學(xué)植物科學(xué)系的 Adam Pellegrini 博士說。
他補(bǔ)充說：“全球自然生態(tài)系統(tǒng)中的大多數(shù)火災(zāi)都是受控燃燒，因此我們應(yīng)該將其視為一個(gè)機(jī)會(huì)。人類正在操縱一個(gè)過程，所以我們不妨弄清楚如何操縱它以最大限度地提高土壤中的碳儲(chǔ)存量。”
火災(zāi)會(huì)燃燒土壤中的植物物質(zhì)和有機(jī)層，在嚴(yán)重的野火中，這會(huì)導(dǎo)致碳的侵蝕和浸出。丟失的土壤碳可能需要數(shù)年甚至數(shù)十年的時(shí)間才能重新積累。但研究人員表示，火災(zāi)還可能導(dǎo)致土壤內(nèi)部發(fā)生其他變化，從而抵消這些直接的碳損失，并可能穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的碳。
火以多種方式穩(wěn)定土壤中的碳。它產(chǎn)生的木炭非?？狗纸?，并形成“聚集體”——可以保護(hù)中心富含碳的有機(jī)物質(zhì)的物理土壤團(tuán)塊?；疬€可以增加與土壤中礦物質(zhì)緊密結(jié)合的碳量。
“當(dāng)火災(zāi)的頻率和強(qiáng)度恰到好處時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)可以儲(chǔ)存大量的碳。這完全是關(guān)于從死植物生物量進(jìn)入土壤的碳與因分解、侵蝕和浸出而從土壤中排出的碳的平衡，”佩萊格里尼說。
當(dāng)火災(zāi)過于頻繁或劇烈時(shí)——就像在密林中經(jīng)常發(fā)生的情況一樣——它們會(huì)燃燒所有死去的植物材料，否則這些植物材料會(huì)分解并將碳釋放到土壤中。高強(qiáng)度的火災(zāi)還會(huì)破壞土壤的穩(wěn)定性，從礦物質(zhì)中分離出碳基有機(jī)物質(zhì)并殺死土壤細(xì)菌和真菌。
在沒有火的情況下，土壤碳被循環(huán)利用——植物中的有機(jī)物被微生物消耗并以二氧化碳或甲烷的形式釋放。但不常見的、較冷的火災(zāi)可以通過形成防止分解的木炭和土壤團(tuán)聚體來增加土壤碳的保留。
科學(xué)家們說，還可以通過管理生態(tài)系統(tǒng)來增加土壤中儲(chǔ)存的碳量。草原中的大部分碳儲(chǔ)存在地下，即植物的根部。控制燃燒有助于促進(jìn)草的生長，可以增加根系生物量，從而增加儲(chǔ)存的碳量
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