氣候預測中的主要不確定性是北極融化永凍土所排放的碳量。土壤中的植物根部刺激微生物分解，這種機制稱為啟動效應。INRAE和Umeå大學的Frida Keuper以及斯德哥爾摩大學的Birgit Wild共同領導的一個國際研究小組表明，到2100年，僅引發(fā)作用就可以從多年凍土中排放400億噸碳。該研究今天發(fā)表在《自然地球科學》上。

永久凍土是永久凍結的地面，其存儲的碳與地球上所有植物以及大氣中的碳一樣多。夏季，多年凍土的表面融化，使植物和土壤的生活蓬勃發(fā)展。當微生物呼吸時，它們會釋放溫室氣體?？茖W家此前曾預測，到2100年，溫度的迅速升高將導致50-100億噸的多年凍土碳的排放。最重要的是，植物根系向土壤中的微生物提供糖分，微生物可利用該糖分分解更多的土壤有機物。物質(zhì)-引發(fā)效應-導致更高的溫室氣體排放量。

法國國家農(nóng)業(yè)研究所的研究科學家Frida Keuper說：“自1950年代以來，我們就已經(jīng)了解了啟動效應，但我們不知道這種小規(guī)模的生態(tài)相互作用是否會對全球碳循環(huán)產(chǎn)生重大影響。” INRAE的食品和環(huán)境部，以及瑞典于默奧大學。

研究人員將植物活動圖和北方極地土壤碳數(shù)據(jù)庫中的土壤碳含量數(shù)據(jù)與有關啟動和植物根部性質(zhì)的大量文獻調(diào)查相結合，以估算多年凍土生態(tài)系統(tǒng)中的啟動效應及其對溫室氣體排放的影響。

他們表明，引發(fā)效應使土壤微生物的呼吸作用提高了12%，與目前對多年凍土的預測相比，到2100年，這導致了400億噸碳的額外損失。這幾乎等于人類活動將全球變暖限制在最高1.5°C的剩余“碳預算”的四分之一。

斯德哥爾摩大學助理教授比爾吉特·懷爾德(Birgit Wild)表示：“這些新發(fā)現(xiàn)表明，在全球溫室氣體排放模型中考慮小規(guī)模的生態(tài)相互作用(例如引發(fā)效應)是多么重要。”