全站搜尋 電子雜誌搜尋

AD

ad970250
May. 28 2019

植物幫忙吸收人類製造的碳,但還能再幫多久?

1
  • 像華盛頓州奧林匹克國家公園的「苔蘚殿堂」(Hall of Mosses)那樣的森林,就是重要的「碳匯」,像這樣的地區吸收的碳多、排放的碳少。PHOTOGRAPH BY KEITH LADZINSKI, NAT GEO IMAGE COLLECTION

從工業時代以來,植物就一直盡情吸收碳,但科學家擔心植物可能也快要吸飽碳了。

你身邊所有的灌叢、藤蔓和喬木,在吸收大氣中多餘的碳方面,都扮演著至關重要的角色。而有一項新研究指出,一直到現在,植物都在幫忙吸收過量的碳排放。

但植物終究會在某個時候吸飽了碳,因此這隻能減緩氣候變遷的綠色援手,終究也會開始萎縮。至於這狀況何時會發生,正是科學家目前競相找出解答的問題。

AD

ads-parallax

自從20世紀早期工業革命開始以來,因為人類活動而排放到大氣中的碳也迅速增加。這項研究的作者群利用電腦模型推論出植物的光合作用增加了30%。

「這有點像是,雖然暴風雨時烏雲密布,但你還是能在烏雲邊緣看見一絲金光。」澳洲詹姆斯庫克大學的生態生理學家,也是這項研究的作者盧卡斯.瑟努薩克(Lucas Cernusak)說。

他們的這項研究刊登在《植物科學趨勢》期刊(Trends in Plant Science)

二氧化碳吸多少?

瑟努薩克和同事所採用的資料,是2017年刊登在《自然》期刊上一篇測量冰核與空氣樣本中羰基硫(carbonyl sulfide)含量的研究。植物在進行天然的碳循環時,除了吸收二氧化碳以外,也會吸收羰基硫,這個特性常被用於測量全球規模的光合作用。

「陸域植物大概吸收了人類排放碳量的29%,而這些碳原本會造成大氣中二氧化碳濃度增加。我們的模型分析顯示,陸域光合作用是陸地碳匯(carbon sinks,亦名「碳吸儲庫」,是能夠吸收、儲存如二氧化碳等碳化合物的天然或人工「倉庫」的驅力,而其重要性超越其他大部分模型原本的估計。」瑟努薩克說。

碳匯指的是植物所吸收的碳量,相對於原本可能會因森林砍伐或呼吸作用而自然釋放到環境中的碳量。

有些科學家對於用羰基硫作為測量光合作用的方法比較沒那麼確定。

凱莉.桑戴爾(Kerrie Sendall)是喬治亞南方大學的生物學家,她研究的是各種氣候變遷情況下的植物生長。

因為植物吸收羰基硫的量可能會因為植物受的光照量而有不同,桑戴爾說這項研究的估計值「有可能高估了。」但她也指出,大部分測量全球光合作用的方法多少都有相當程度的不確定性。

↑↑↑↑↑21世紀的科技,如何讓植物成為人類最大的幫手?

顏色更綠、葉片更多

無論光合作用增加的效率為何,科學家都同意,過量的碳,作用就像植物的肥料一樣,促進了植物的生長。

「有證據顯示植物長出了更多葉片,木質部分的量也更多,」瑟魯薩克說:「而植物所吸收的碳其實大部分都儲存在木質部分裡。」

橡樹嶺國家實驗室(Oak Ride National Laboratory)的科學家發現,當植物暴露在二氧化碳含量較高的環境中,樹葉氣孔的大小也會變大。

在桑戴爾自己的實驗研究中,她讓植物接觸原本適應量兩倍的二氧化碳。

在二氧化碳大幅增加的這種環境中,「植物葉片組織的成分也有一些差異。」她說。「植物會長出比較硬的葉片、讓草食動物比較不容易啃咬,幼蟲也比較不容易在上面生長。」

氣候變遷的不確定性

大氣中的二氧化碳含量不斷上升,科學家預測,總有一天,植物將無法繼續吸收。

「陸域碳匯對大氣中二氧化碳的持續增加會出現何種反應,到目前為止還是全球碳循環模型設計中最大的不確定因素,對於氣候變遷預測的不確定性,這一點是很大的原因。」橡樹嶺國家實驗室在他們的網站中指出。

開墾土地做為農牧業使用以及化石燃料的排放,是對碳循環最大的影響。科學家說,若未能有效減緩這兩種狀況,臨界點的到來就是無可避免的。

「我們排放出去的二氧化碳,大部分都會留在空氣中,二氧化碳濃度會迅速增加,而氣候變遷的速度也會更快。」西安大略大學的生態生理學家丹妮爾.維(Danielle Way)說。

我們能做什麼?

伊利諾大學和農業部的科學家,一直在試驗能否利用基改植物儲存更多碳。有一種名為核酮糖雙磷酸羧化酶(rubisco)的酵素,負責捕捉二氧化碳供光合作用使用,科學家希望能讓這種酵素的效率更好。

近來對基改作物的測試顯示,強化核酮糖雙磷酸羧化酶能增加約40%的產量,但想要把基改植物酵素做大型商業規模的應用,可能還需要超過10年才能實現。到目前為止,用來做過實驗的只有菸草之類比較常見的作物,而核酮糖雙磷酸羧化酶對樹會有什麼影響,目前還不清楚,而樹才是能捕捉最多碳的植物。

2018年9月,環保團體在舊金山集會,討論拯救森林的計畫,森林是天然資產,而他們說森林是「被遺忘的氣候變遷解決之道」。

「我認為決策者應該回應我們的發現,確認陸域生態圈目前是有作用的、是有效率的碳匯,」詹姆斯庫克大學的瑟魯薩克說:「採取立即的手段保護森林,讓森林可以持續發揮這樣的功能,同時人類也必須立刻開始降低能源製造業的碳排放量。」

 

延伸閱讀:全球暖化到哪兒去了? / 科學家改造細菌,讓陽光直接轉變為液態燃料

AUG. 2019

10億人大遷移

戰亂、全球化、氣候變遷,掀起人類史上最大規模遷移潮!

10億人大遷移

AD

熱門精選

AD

ad300600

AD

ad970250
Subscribe
立即訂閱
keyboard_arrow_up