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研究发现西藏永久冻土的氧化亚氮或与全球变暖有关    
来源:cen.acs.org
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【中国涂料在线新闻资讯】一项新的研究发现,解冻的西藏永久冻土(如图所示)释放出大量的氧化亚氮,一种温室气体和消耗臭氧层的化合物。
 
    冻土是在寒冷地区发现的常年冻土层,在融化时释放出温室气体二氧化碳和甲烷,随着全球气候变化,这个问题变得更加普遍。但多年冻土研究人员经常忽略一氧化二氮的排放,这种气体的升温能力是二氧化碳的300倍。现在,一项新的研究估计,青藏高原多年冻土融化的区域释放了大量的N2O,其排放速率相当于已知最大陆地气体来源(环境)的排放速率。
 
    N2O因笑气而闻名,它不仅能有效地吸收热量,而且是平流层中最主要的消耗臭氧层的物质。这些气体主要是土壤或海水中的细菌和真菌将硝酸盐和氨转化为N2O形成的。尽管多年冻土以冰冻的植物和动物部分的形式储存了大量的有机氮,但科学家们已经假定,寒冷的温度阻止了大部分有机氮分解为硝酸盐和氨,而这些氮是N2O产生的燃料。中国科学院植物研究所全球变化生态学家杨远和(音译)说,事实上,生长在冻土上的植物贪婪地争夺在寒冷土壤中产生的少量养分。
 
    一些研究表明,解冻的永久冻土可能会释放出大量的N2O形式的氮。但这些研究集中在所谓的低地多年冻土生态系统,这些生态系统往往在解冻后被水淹没,从而减缓了N2O的产生。由于高原多年冻土覆盖全球近100万平方公里,而且更加干燥,它的融化可能是N2O排放的一个重要来源。杨和他的同事决定在青藏高原直接测量这些排放物。
 
    这支队伍徒步来到一个长满青草的高山地区,那里有一条大沟壑,由于多年冻土变暖,这条沟壑已经侵蚀和塌陷了20多年了。研究人员将未受干扰的对照点与沟壑中的几块解冻的斑块进行了比较。
 
    考虑到硝酸盐的供应可能会促进N2O的产生,研究人员在每个取样点都测量了这两种化合物。最近解冻和暴露的场地土壤硝酸盐水平最高,科学家测量的N2O排放量为每天3.1毫克/平方米,是对照场地的100倍以上。杨说:“这与来自热带森林土壤的氧化亚氮流量相匹配,这是陆地上最大的氧化亚氮来源。”他计算出,新解冻的沟壑释放的N2O的全球变暖潜力很大,几乎相当于同一地点甲烷全球变暖潜能的60%。
 
    对于每个地点,杨的研究小组还跟踪了控制N2O形成的三个微生物基因的丰富程度。统计分析表明,环境因素和基因频率的综合效应解释了沿沟谷的N2O排放模式。杨解释说,刚刚被加热和暴露的土壤有理想的水分条件,适合产生N2O的微生物,而且没有植物覆盖来竞争硝酸盐。
 
    这是第一次将硝酸盐的释放和微生物基因的变化与氧化亚氮通量的增加联系起来的实地实验。
 
    随着地球变暖,越来越多的高原永久冻土将融化。根据这项研究的结果,更多的氧化亚氮将从高地多年冻土释放到大气中,并成为气候变化的积极反馈。

 

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