气候变化已经开始在全球范围内引发改变环境的影响，最新的证据出现在北极地区，这些地区正在排放越来越多的二氧化碳。发表在《自然气候变化》杂志上的一项新研究的研究人员测量了北极-北方区域（ABZ）——由北纬地区无树的苔原、北方森林和湿地组成——的碳流量，发现动态正在发生变化。
这些环境曾主要是二氧化碳汇，意味着它们吸收的CO2多于释放的。ABZ的大部分仍然充当碳汇，但现在，一些地区已开始成为重要的碳源。
地球呼吸的变化
在这项新研究中，由伍德韦尔气候研究中心领导的一个国际研究团队评估了从1990年到2020年间，从ABZ的200个地点收集的碳通量数据。他们发现，34%的ABZ现在是大气中的碳源，如果考虑到野火排放，这一比例上升到40%。
研究人员想知道地球的持续呼吸——换句话说，主要由植物光合作用和分解驱动的CO2吸收和释放循环——在北纬地区发生了怎样的变化。从2001年到2020年，由于夏季碳吸收的增加，ABZ总体上作为一个碳汇一直在增加。这在维持大气CO2水平平衡方面发挥着重要作用。
然而，ABZ中越来越多的区域——特别是在苔原地区——也正在转变为碳源，这主要是由于非夏季排放量的增加。其他原因可能包括植被枯死（植物组织逐渐死亡）和永久冻土融化频率的增加。在苔原地区，年平均土壤温度正趋向于高于冰点，导致有机分解事件增多，这会将二氧化碳排放到大气中。此外，引入火灾排放会进一步增加研究中回顾的二氧化碳水平。
伍德韦尔气候研究中心永久冻土路径倡议的研究科学家兼该研究的主要作者安娜·维尔卡拉在一份声明中表示：“虽然我们发现许多北方生态系统仍然充当二氧化碳汇，但碳源区域和火灾现在正在抵消大部分净吸收，并逆转了长期存在的趋势。”
与苔原不同，气候稍微温和的北方森林由于夏季延长而更频繁地经历强劲的碳吸收，抵消了非夏季排放。然而，这些地区也正在出现更多的碳源。
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碳源热点
研究人员对二氧化碳数据进行了升级，将单个站点的读数与气候、土壤和植被记录相结合，创建了显示大气碳波动的动态地图。升级揭示了这种变化的动态正在发生在哪里；研究人员指出，正是ABZ中的某些热点正在极大地影响碳通量的趋势。
日益增长的碳源主要出现在北欧、加拿大、西伯利亚和阿拉斯加中部。在阿拉斯加的苔原和北方环境中，碳源变得尤为普遍。研究人员表示，这可能是由于阿拉斯加的秋季迅速变暖以及秋季积雪减少。近几十年来，该州的永久冻土加速融化也得到了观察。
关注西伯利亚
西伯利亚呈现出一个有趣的案例，因为根据数据显示，该地区的北方环境代表了一些最强的净碳源和碳汇。总的来说，西伯利亚的苔原和北方森林正在经历碳汇趋势的加剧；这可能受到生长季节提前开始、春季积雪减少导致碳吸收增加以及树木分布增加等因素的影响。西伯利亚将是一个值得关注的关键区域，因为它储存了永久冻土区一半以上的碳储量，并且升温速度快于ABZ的其他地区。
尽管过去三十年的数据显示了碳汇和碳源趋势都在上升，但研究人员表示，在西伯利亚和加拿大北极等地区需要更多数据。随着气候变化加剧，研究整个ABZ区域，特别是永久冻土融化的地方，将是未来的关键一步。
维尔卡拉说：“永久冻土区的碳循环确实开始发生变化。”“我们的研究可能预示着未来更大的变化，并提供了一张地图，指明了未来几十年我们需要更好地监测的地点。”
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自然气候变化。野火抵消了北极-北方CO2吸收的增加但空间异质性
联合国大学环境与人类安全研究所。关于森林枯死的5件事
国家公园管理局。生态系统中的火灾：北极苔原
