“綠色革命”逐漸改變了生物圈呼吸

“綠色革命”密集的農(nóng)作方式正在越來越快地改變著地球大氣。美國(guó)馬里蘭大學(xué)研究人員在最近一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，過去50年來，大氣中二氧化碳（CO2）的季節(jié)波動(dòng)升高了約15%，平均季節(jié)性波動(dòng)正以每年0.3%的速率增加。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)11月19日?qǐng)?bào)道，研究人員開發(fā)了一種新的名為VEGAS（陸地碳循環(huán)模型）的大氣模型，首次研究了在20世紀(jì)和21世紀(jì)期間，農(nóng)業(yè)活動(dòng)強(qiáng)度變化造成的影響。相關(guān)論文發(fā)表在11月20日的《自然》雜志上。

“我們看到的是‘綠色革命’對(duì)地球新陳代謝造成的影響。”馬里蘭大學(xué)大氣與海洋科學(xué)教授、VEGAS主要開發(fā)人員曾寧（音譯）說，“我們的土地利用方式的變化，逐漸改變了整個(gè)生物圈的呼吸?！?/p>

自上世紀(jì)50年代，科學(xué)家就知道在北半球每年的夏末秋初，大氣CO2水平較低，這一區(qū)域北半球比南半球更大，因此北半球植物更多。在南北半球植物達(dá)到最大生長(zhǎng)期，CO2水平在春夏兩季會(huì)下降，植物吸收CO2放出氧氣，到了秋天，植物分解放出儲(chǔ)存的碳，大氣CO2水平又迅速上升。CO2上升的驅(qū)動(dòng)因素比較清楚，而加劇CO2季節(jié)性循環(huán)波動(dòng)的原因卻很難確定。因?yàn)楦咚紺O2具有化肥效應(yīng)，會(huì)刺激植物生長(zhǎng)，而且北半球高緯度地區(qū)在變暖，也使寒冷地區(qū)植物生長(zhǎng)得更好。

曾寧說，從1961年到2010年，種植主要作物的土地面積增長(zhǎng)了20%，而作物產(chǎn)量增至3倍。“綠色革命”的因素——擴(kuò)大灌溉、增加化肥、使用高產(chǎn)品種等，不僅提高了作物產(chǎn)量，也延長(zhǎng)了作物生長(zhǎng)期和腐爛時(shí)間，增加了它們釋放到大氣中的CO2數(shù)量。

研究人員用了夏威夷莫納羅亞觀察站自1958年開始的持續(xù)歷史觀察記錄，晚些開始的其他地方的記錄，并結(jié)合了聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）的國(guó)別統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)和一些站點(diǎn)的大氣CO2數(shù)據(jù)。跟蹤季節(jié)峰值和谷值，清晰顯示了大氣CO2總體水平呈上升趨勢(shì)。在1961年到2010年之間，季節(jié)波動(dòng)變得更加極端，在北半球，冬天的CO2水平常比夏天要高6ppm（1ppm=百萬(wàn)分之一）。

把綠色革命因素納入模型后，模型結(jié)果大致符合莫納羅亞觀察站記錄的真實(shí)數(shù)據(jù)峰值和谷值。曾寧指出，他們的模型結(jié)果首次跟蹤表現(xiàn)了耕作強(qiáng)度變化造成的影響，并對(duì)一些未知因素進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理。為了確保沒有夸大綠色革命的效果，他們還用模型估計(jì)了世界作物產(chǎn)量，結(jié)果略低于FAO的統(tǒng)計(jì)。