土壤释放的碳可能比预期的多，影响气候变化模型

气候模型的准确性取决于许多因素——工业和运输活动的温室气体排放、农场动物的“排放”、城市增长和森林的丧失，以及积雪和地面覆盖物的太阳反射。火山喷发等自然现象也有所贡献，并被纳入模型。

但其他一些自然过程却被忽视了。土木与环境工程教授兼路易斯·伯杰（Louis Berger）主席Farshid Vahedifard指出，一个重要的地球位于我们脚下，覆盖了我们地球上的大部分水面。

在发表在《环境研究快报》上的一项研究中，Vahedifard指出，土壤储存了地球上80%的碳，随着几个地区干旱周期和严重程度的增加，这个关键的水库正在破裂和分解，向大气中释放更多的二氧化碳和其他温室气体。事实上，它可能正在创造一个放大的反馈循环，可能会加速气候变化，远远超出目前的预测。

“这个过程在现有文献中没有得到充分的评估，也没有被纳入模型中，”Vahedifard说。“如果我们不考虑干旱、土壤干燥开裂和_{二氧化碳排放的} 相互作用，这可能会导致建模和预测气候变化时出现重大不准确。还有其他影响。较差的土壤健康状况会导致光合作用减少和二氧化碳吸收减少，并可能损害防止洪水的土坝的结构完整性。

他说，还有其他放大的反馈回路可能在气候变化模型中没有得到充分考虑。这些包括海冰融化和暴露在较暗的海洋表面，这些表面从太阳吸收更多的热量。由于温暖干燥的条件导致野火的增加，将大量二氧化碳释放到大气中，这反过来又创造了更热、更干燥的天气，更有利于火灾。

另一个放大的反馈回路是北极和亚北极永久冻土的融化，这也将二氧化碳释放到大气中并提高气候温度，导致更多的永久冻土融化。

但是，干旱引起的土壤变化可能与这些因素中的任何一个一样重要，甚至更重要。干旱表现为长期的低土壤含水量和高温，导致细粒土壤开裂，有时延伸到地表以下数米。裂缝导致更多的暴露在空气中，增加微生物活性和有机物分解，释放二氧化碳，以及营养物质和支持植物生长的能力的损失，从而减少二氧化碳封存。

干旱、土壤干燥和开裂以及地下碳释放的循环创造了一个放大的反馈循环，这在大多数气候变化模型中都没有被考虑在内。
图片：由 Farshid Vahedifard 提供

Vahedifard说，深层裂缝暴露了以前稳定和受保护的碳储量。空气渗透到土壤中不仅会加速有机物中二氧化碳的释放，还会加速一氧化二氮等其他温室气体的释放。

像蚯蚓和千足虫这样有助于翻土的小动物也受到水分减少和空气暴露增加的影响，在养分循环和土壤结构维护中发挥积极作用的能力降低。这反过来又增加了土壤开裂和通气的可能性。

“土壤碳反馈回路的放大效应及其与其他回路的相互作用可能会使我们跨越临界点，并导致更严重和永久性的气候变化，”Vahedifard说。

他指出，政府机构和政策制定者需要促进可持续土地利用，“这可能包括采用精确灌溉技术和节水措施，以及使用耐旱作物，”他说。“有机肥和堆肥可以提高土壤有机质含量，提高土壤持水能力。当然，只有当它是减少所有人类活动温室气体排放的全面努力的一部分时，这才会有所帮助。