干旱致使泥炭地长期释放二氧化碳并影响气候

　　泥炭由腐烂植物长期积聚堆积而成，并由此形成了全球各种沼泽、荒原或者沼泽林地。由于泥炭丰富的碳含量，因此可以用来作为燃料使用。据估算，全球陆地面积的2%都为泥炭地覆盖，约合80亿万亿焦耳的能量储备。

　　但是最近有研究认为，泥炭有很高的潜在可能性推动气候变化。美国缅因州班戈尔大学的研究者发现，由于气候干旱，泥炭地排放出来的二氧化碳可能比我们此前预想的要多得多。

　　通常泥炭地会保持充足的水分，将温室效应气体锁闭在泥炭之内。但是其一旦变干，泥炭将完全暴露在空气之中，内部含有的二氧化碳也将释放出来。根据预测，如果气候变化加剧，那么全球泥炭地所在地区将会经历更为频繁且剧烈的旱情。由此会进一步导致泥炭干化，向空气中释放出数量更为庞大的二氧化碳。

　　该研究由班戈尔大学的娜塔莉●芬纳（Nathalie Fenner）博士和克里斯●弗里曼（Chris Freeman）教授完成，并于近期发表在《自然》的子刊《地球科学》上。他们发现，不仅仅是在干旱期会增加泥炭释放二氧化碳的比率，而且即使在干旱结束、泥炭重新湿化之后，二氧化碳的释放仍将持续下去。这是因为，随着有机碳的分解，新降的雨水将导致干燥的泥炭地流失，这个过程也将产生二氧化碳排放。

　　泥炭地储存了大量的有机碳。碳在这种水饱和的环境中之所以能够大量存在，是由于泥炭地中含有的酚化合物，酚化合物抑制了微生物的活动，从而阻止了有机物的分解。酶本来是促进酚类化合物分解的成分，而缺氧环境也限制了酚氧化酶的活动力。但是干旱却使得氧气能够进入上述这样一个系统，而且现在发生干旱的频率呈上升趋势。

　　干旱刺激了细菌的生长以及酚氧化酶的活动能力，导致酚类化合物在泥炭中的聚集出现下降，这就进一步催生了微生物的生长，导致泥炭地中的有机物分解，二氧化碳以生物地球化学瀑布的方式向外排放。

　　研究者们还进一步发现，由于干旱诱使营养物和不稳定的碳水平呈增长趋势，导致泥炭的pH值上升，加速了厌氧分解进程，进而使得泥炭在重新湿化的过程中，也加速了向空气中的碳排放和对水分的吸收。

　　芬纳博士解释说：“由于我们的全球气候以及降水模式发生了改变，在干旱导致的二氧化碳排放周期之间，现有的泥炭地没有充足的机会来恢复自身系统。以前我们以为泥炭地的碳排放率在干旱期会达到顶峰，但是现在看来，碳排放时间会延长很久，而其潜在的排放高峰将在干旱期之后才会到来。”

　　干旱可能给泥炭地带来的其它潜在问题还包括：有机碳的分解会导致饮用水源的水质下降，北半球的泥炭地通常分布在丘陵山地地区，其涵养的水分会沿着地面坡度流向地表水体或者进入地下含水层。此外，碳排放还会导致泥炭地自身发生退化，泥炭地如同海绵一样的自然蓄水保水功能消失后，更多低海拔地区可能会出现洪水泛滥，而很多栖息于其间的物种也可能会流失或者消亡。

　　弗里曼教授在班戈尔大学主持沃尔夫森湿地碳捕获试验室，他说：“本领域此前研究的焦点一直都围绕于干旱周期，而我们的工作确定了在干旱周期内的碳排放是如何发生的。起初我们惊讶于干旱导致的碳排放效应如此之长，此后我们开始考虑微生物的情况，以及氧气进入之前的水饱和环境中所引发的微生物活动。一旦水分重新进入泥炭，环境就发生了改变，微生物会进一步的繁殖兴盛，直至泥炭环境最终回复正常状态。”

　　研究结论认为，严重的干旱以及频繁的泥炭重新湿化过程可能改变泥炭地的碳储存，了解这个过程将有助于我们了解泥炭地与其它环境趋势之间的相互影响作用，引导我们制订战略加大碳储存。