论文部分内容阅读
经过近两年来证据的不断积累，怀疑全球气候变暖是一场骗局的人越来越少了。多数人现在关心的是，“变暖的速度有多快？变化会不会让我们措手不及？”而要回答这些问题，我们先要搞清楚，目前的气候变化有没有接近转折点。因为一过了转折点，就走向一条不可逆转的道路，到时候再去阻止，就事倍功半。而要搞清楚这一点，则需要科学家充分估计导致气候变暖的各种因素。这样，一种我们过去很少注意的生态系统——泥炭藓湿地，就进入了科学家的视野。
顾名思义，这种湿地上长着一种叫“泥炭藓”的植物。这种植物几乎遍布北半球的所有沼泽和湿地。泥炭藓是一种苔藓类植物，叶子细小，永远长不高，总是紧贴着地面生长，像绿毯一样覆盖在沼泽和湿地上。
这些湿地形成于1.2万年前的最后一个冰期。几千年以来，一代又一代，湿地里积聚了大量的生物质碳。要是没有这些湿地，它们就会跑到大气中去。
吸聚碳的巨大“海绵”
这些生物质碳是怎么积聚起来的呢？
我们知道，对于一般的植物，死后暴露在空气中，不久细菌和真菌等微生物就会滋生繁殖起来，这就是通常所说的“烂了”或“霉了”。这些微生物以分解死去的植物为食，分解产物一般是二氧化碳和甲烷，而众所周知，二氧化碳和甲烷都是温室气体，甲烷甚至还是一种比二氧化碳还厉害20多倍的温室气体。
但是在泥炭藓湿地上，活着的泥炭藓会不停向它们所生长的环境释放酸性物质，使得环境的PH值保持在3.5左右，——这个酸性够用来腌制蔬菜了。再加上湿地的气温常年在4℃左右，酸性和寒冷的双重作用，让大多数微生物难以立足。在湿地生态系统中，就缺失了“分解者”这一环节。于是，死去的泥炭藓不断积累，使得湿地成了吸聚碳的巨大“海绵”。
泥炭藓这一物种可能比地球上任何植物都储存了更多的生物质碳。尽管泥炭藓湿地只占陆地面积的3%，但它积聚的碳占整个陆地碳总量（包括所有被森林、草原、湿地以及煤、石油等化石燃料所固定的碳）的1/3。同样一块面积，泥炭藓湿地所固定的碳是热带雨林的5倍。1公顷泥炭藓湿地所储存的碳，相当于325辆宝马车一年的碳排放。所以，泥炭藓湿地是我们对抗全球气候变暖的秘密同盟军，而别忘了，经营和维持这类特殊生态系统的是泥炭藓。
但是随着气温升高，泥炭藓湿地可能会“变节”成我们的敌人，固定在这里的碳可能会被释放出来，从而加快气温升高的步伐。这正是我们目前所担忧、并希望搞清楚的：它们会“变节”吗？如果回答是肯定的，那么如何阻止它们“变节”？
“固碳”和“排碳”作用
让我们先来看看，泥炭藓湿地为何可能“变节”成我们的敌人。
泥炭藓是一类非常原始的植物，生命力非常脆弱。在它们的身体里，没有一般植物用来运输水和养分的脉管；因而它们的根不能从泥地中吸取水分和营养物质，只能起到固定作用，说句不好听的话，所起的作用跟塑料绳子差不多；水和养分全靠叶片从雨水或潮湿的空气中直接吸收，所以，这种植物总是非常矮小。当气温上升时，这就成了它们的致命弱点。当大气中的二氧化碳浓度升高时，湿地里其他植物，像莎草之类，将生长得更加茂盛，势必将挡住它们的阳光，切断它们的能量来源，使得它们很容易死亡。
事情似乎还不止于此。泥炭藓所营造的这个生态系统可延伸至地下几米深处。在湿地地底下，平均来说，每1平方米所含的植物的根，总长可达30千米，——当然，这些根像你的肠子一样，是弯弯曲曲，盘根错节地纠缠在一起的。而当气温升高时，在湿地上，植物的根所扮演的角色就有可能发生根本性的变化。
众所周知，当大气中二氧化碳浓度升高时，树木会利用更多的二氧化碳进行光合作用，长势会更好。但科学家还发现，几乎所有多余的碳，不是被植物用于制造更多的叶子，而是长出更多的根。这些细根密密麻麻，绝大多数不超过头发丝的粗细，在土中扎得很深，从而加强了土壤的固碳能力——若单考虑这一点，听起来似乎还是个好消息。
但在湿地，事情变得有点复杂。一方面，当气温升高之后，湿地里除泥炭藓以外的植物，固然会长出更多的根，增强了湿地的固碳能力；但另一方面呢，这些细根会分泌一些容易被微生物分解的糖分，从而养活更多的微生物。而从人类的角度来说，泥炭藓湿地上滋生更多的微生物绝不是一件好事。这些微生物将分解湿地上死了数千年没有烂掉的泥炭藓，释放出大量二氧化碳和甲烷等温室气体，给全球气候变暖再添一把火。
“朋友”还是“变节者”？
目前，科学家急于想知道，在气温升高之后，泥炭藓湿地在“固碳”和“排碳”两方面，哪个更占优势，以及优势有多大。
2013年，美国在其位于明尼苏达州北部的密西西比河湾附近，划出一块泥炭藓湿地，用于科学研究。工人们在湿地上搭建了密封的玻璃棚。2014年春，科学家把玻璃棚内泥炭藓湿地的气温升至9℃，——这一气温正是科学家预计，到本世纪末在较高二氧化碳浓度的条件下，这里可能会达到的。他们将在这块密封的地皮上，研究空气中温室气体浓度的变化，以及调查湿地上微生物和植物细根生长的情况。
现在，细致的实验和研究还正在进行。在对抗全球气候变暖的战争中，泥炭藓湿地究竟依然是我们的同盟军还是会变节成为我们的敌人，要等到这一研究的结果出来之后才能知道。
【超级链接】 让根长得更旺
2007年，印度和澳大利亚的农业专家在德里参加了一个有关农业和粮食安全的会议，在这次会议上，他们萌生了一个念头，即希望培育出一种能把根扎得更深的小麦，此后两国研究人员开展了为期4年的合作。
合作中他们发现，即使在西非最干旱地带，只要那里小麦的根能在含水层多往下扎1厘米，每公顷就能增产半吨。
如今，世界各国的农业专家正在积极寻找拥有更发达根系的“超级”小麦。他们的目标是，找出能帮助植物长出发达根系的基因，以便提高粮食产量，养活更多的人口。
顾名思义，这种湿地上长着一种叫“泥炭藓”的植物。这种植物几乎遍布北半球的所有沼泽和湿地。泥炭藓是一种苔藓类植物，叶子细小，永远长不高，总是紧贴着地面生长，像绿毯一样覆盖在沼泽和湿地上。
这些湿地形成于1.2万年前的最后一个冰期。几千年以来，一代又一代，湿地里积聚了大量的生物质碳。要是没有这些湿地，它们就会跑到大气中去。
吸聚碳的巨大“海绵”
这些生物质碳是怎么积聚起来的呢？
我们知道，对于一般的植物，死后暴露在空气中，不久细菌和真菌等微生物就会滋生繁殖起来，这就是通常所说的“烂了”或“霉了”。这些微生物以分解死去的植物为食，分解产物一般是二氧化碳和甲烷，而众所周知，二氧化碳和甲烷都是温室气体，甲烷甚至还是一种比二氧化碳还厉害20多倍的温室气体。
但是在泥炭藓湿地上，活着的泥炭藓会不停向它们所生长的环境释放酸性物质，使得环境的PH值保持在3.5左右，——这个酸性够用来腌制蔬菜了。再加上湿地的气温常年在4℃左右，酸性和寒冷的双重作用，让大多数微生物难以立足。在湿地生态系统中，就缺失了“分解者”这一环节。于是，死去的泥炭藓不断积累，使得湿地成了吸聚碳的巨大“海绵”。
泥炭藓这一物种可能比地球上任何植物都储存了更多的生物质碳。尽管泥炭藓湿地只占陆地面积的3%，但它积聚的碳占整个陆地碳总量（包括所有被森林、草原、湿地以及煤、石油等化石燃料所固定的碳）的1/3。同样一块面积，泥炭藓湿地所固定的碳是热带雨林的5倍。1公顷泥炭藓湿地所储存的碳，相当于325辆宝马车一年的碳排放。所以，泥炭藓湿地是我们对抗全球气候变暖的秘密同盟军，而别忘了，经营和维持这类特殊生态系统的是泥炭藓。
但是随着气温升高，泥炭藓湿地可能会“变节”成我们的敌人，固定在这里的碳可能会被释放出来，从而加快气温升高的步伐。这正是我们目前所担忧、并希望搞清楚的：它们会“变节”吗？如果回答是肯定的，那么如何阻止它们“变节”？
“固碳”和“排碳”作用
让我们先来看看，泥炭藓湿地为何可能“变节”成我们的敌人。
泥炭藓是一类非常原始的植物，生命力非常脆弱。在它们的身体里，没有一般植物用来运输水和养分的脉管；因而它们的根不能从泥地中吸取水分和营养物质，只能起到固定作用，说句不好听的话，所起的作用跟塑料绳子差不多；水和养分全靠叶片从雨水或潮湿的空气中直接吸收，所以，这种植物总是非常矮小。当气温上升时，这就成了它们的致命弱点。当大气中的二氧化碳浓度升高时，湿地里其他植物，像莎草之类，将生长得更加茂盛，势必将挡住它们的阳光，切断它们的能量来源，使得它们很容易死亡。
事情似乎还不止于此。泥炭藓所营造的这个生态系统可延伸至地下几米深处。在湿地地底下，平均来说，每1平方米所含的植物的根，总长可达30千米，——当然，这些根像你的肠子一样，是弯弯曲曲，盘根错节地纠缠在一起的。而当气温升高时，在湿地上，植物的根所扮演的角色就有可能发生根本性的变化。
众所周知，当大气中二氧化碳浓度升高时，树木会利用更多的二氧化碳进行光合作用，长势会更好。但科学家还发现，几乎所有多余的碳，不是被植物用于制造更多的叶子，而是长出更多的根。这些细根密密麻麻，绝大多数不超过头发丝的粗细，在土中扎得很深，从而加强了土壤的固碳能力——若单考虑这一点，听起来似乎还是个好消息。
但在湿地，事情变得有点复杂。一方面，当气温升高之后，湿地里除泥炭藓以外的植物，固然会长出更多的根，增强了湿地的固碳能力；但另一方面呢，这些细根会分泌一些容易被微生物分解的糖分，从而养活更多的微生物。而从人类的角度来说，泥炭藓湿地上滋生更多的微生物绝不是一件好事。这些微生物将分解湿地上死了数千年没有烂掉的泥炭藓，释放出大量二氧化碳和甲烷等温室气体，给全球气候变暖再添一把火。
“朋友”还是“变节者”？
目前，科学家急于想知道，在气温升高之后，泥炭藓湿地在“固碳”和“排碳”两方面，哪个更占优势，以及优势有多大。
2013年，美国在其位于明尼苏达州北部的密西西比河湾附近，划出一块泥炭藓湿地，用于科学研究。工人们在湿地上搭建了密封的玻璃棚。2014年春，科学家把玻璃棚内泥炭藓湿地的气温升至9℃，——这一气温正是科学家预计，到本世纪末在较高二氧化碳浓度的条件下，这里可能会达到的。他们将在这块密封的地皮上，研究空气中温室气体浓度的变化，以及调查湿地上微生物和植物细根生长的情况。
现在，细致的实验和研究还正在进行。在对抗全球气候变暖的战争中，泥炭藓湿地究竟依然是我们的同盟军还是会变节成为我们的敌人，要等到这一研究的结果出来之后才能知道。
【超级链接】 让根长得更旺
2007年，印度和澳大利亚的农业专家在德里参加了一个有关农业和粮食安全的会议，在这次会议上，他们萌生了一个念头，即希望培育出一种能把根扎得更深的小麦，此后两国研究人员开展了为期4年的合作。
合作中他们发现，即使在西非最干旱地带，只要那里小麦的根能在含水层多往下扎1厘米，每公顷就能增产半吨。
如今，世界各国的农业专家正在积极寻找拥有更发达根系的“超级”小麦。他们的目标是，找出能帮助植物长出发达根系的基因，以便提高粮食产量，养活更多的人口。