新模型显示全球变暖加速土壤微生物二氧化碳排放真相还有哪些?

土壤微生物通过分解有机物质的过程中,积极释放二氧化碳到大气中,这个过程被称为异养呼吸。
细菌和微生物群落如何通过异养呼吸影响土壤中 CO 2的释放
【千问解读】
最新研究表明,土壤微生物释放到大气中的二氧化碳(CO2)排放量在本世纪末不仅有望增加,而且将在全球范围内加速增长,尤其是在极地地区。
土壤微生物通过分解有机物质的过程中,积极释放二氧化碳到大气中,这个过程被称为异养呼吸。
细菌和微生物群落如何通过异养呼吸影响土壤中 CO 2的释放
根据瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)、瑞士联邦森林、雪和景观研究所(WSL)、瑞士联邦水科学与技术研究所(Eawag)和洛桑大学的一项最新研究,在最糟糕的气候情景下,土壤微生物向地球大气中释放的二氧化碳排放量预计到2100年可能会全球范围内增加约40%。
该研究的主要作者、苏黎世联邦理工学院环境工程研究所的ETH博士后研究员Alon Nissan表示: "因此,微生物二氧化碳排放的预计增长将进一步加剧全球变暖,强调了更准确估计异养呼吸速率的迫切需要。
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土壤湿度和温度是关键因素 这些发现不仅证实了先前的研究结果,还提供了关于不同气候区异养呼吸机制和幅度更精确的见解。
与依赖众多参数的其他模型不同,Alon Nissan开发的这种新型数学模型仅利用了两个关键的环境因素:土壤湿度和土壤温度,从而简化了估计过程。
该模型代表了一个重要的进展,因为它涵盖了从土壤结构和土壤水分分布的微观尺度到像森林、整个生态系统、气候区域乃至全球尺度的所有生物物理相关层次。
苏黎世联邦理工学院环境工程研究所的教授Peter Molnar强调了这种理论模型的重要性,它与大型地球系统模型相辅相成,他说: "该模型基于土壤湿度和土壤温度,更容易估计微生物呼吸速率。
此外,它增强了我们对不同气候区域异养呼吸对全球变暖的贡献方式的理解。
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极地地区的二氧化碳排放可能会翻番 由Peter Molnar和Alon Nissan领导的研究合作的一个关键发现是,微生物二氧化碳排放的增加在不同气候区域有所差异。
在寒冷的极地地区,导致增加的主要原因是土壤湿度的下降,而不是温度的显著上升,这与炎热和温和气候区不同。
Alon Nissan强调了寒冷地区的敏感性,他说: "即使是轻微的水分变化也可能导致极地地区呼吸速率的大幅变化。
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根据他们的计算,在最糟糕的气候情景下,到2100年,极地地区的微生物二氧化碳排放预计每十年将增长10%,是世界其他地区预计增长速度的两倍。
这种差异可以归因于异养呼吸的最佳条件,即当土壤处于半饱和状态时,即既不过于干燥也不过于湿润。
这种条件在极地地区的土壤解冻过程中存在。
另一方面,其他气候区的土壤已经相对较干燥且容易进一步干燥,微生物二氧化碳排放的增加相对较小。
然而,无论气候区域如何,温度的影响都是一致的:随着土壤温度的升高,微生物二氧化碳的排放也增加。
各气候区域的二氧化碳排放增长情况
截至2021年,大多数来自土壤微生物的二氧化碳排放主要来自地球的温暖地区。
具体而言,67%的排放来自热带地区,23%来自亚热带地区,10%来自温带地区,仅有0.1%来自北极或极地地区。
值得注意的是,研究人员预计与2021年相比,这些地区的微生物二氧化碳排放将显著增长。
到2100年,他们的预测显示,极地地区的排放量将增长119%,热带地区将增长38%,亚热带地区将增长40%,温带地区将增长48%。
土壤是大气中的二氧化碳源还是汇?土壤中的碳平衡,决定土壤是充当碳源还是碳汇,取决于光合作用和呼吸作用这两个关键过程之间的相互作用。
因此,研究微生物二氧化碳排放对于了解土壤在未来是储存还是释放二氧化碳至关重要。
Alon Nissan解释道: "由于气候变化,这些碳通量的大小——包括光合作用带来的流入和呼吸带来的流出——仍存在不确定性。
然而,这种大小将影响土壤作为碳汇的当前作用。
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在他们正在进行的研究中,研究人员主要关注异养呼吸。
然而,他们尚未调查植物通过自养呼吸释放的二氧化碳排放。
进一步探索这些因素将提供对土壤生态系统中碳动态的更全面的理解。
最新研究显示,土壤中微生物的呼吸将加剧全球变暖,预计到本世纪末,二氧化碳排放量可能全球范围内增加约40%。
尤其值得关注的是,在极地地区,二氧化碳排放量的增长速度可能是其他地区的两倍,主要是由于土壤湿度的下降。
这些研究结果强调了对异养呼吸速率进行更准确估计的紧迫性,并提供了关于不同气候区域对全球变暖贡献方式更精确的见解。
进一步研究还需探索植物通过自养呼吸释放的二氧化碳排放,以更全面地了解土壤生态系统中的碳动态。
DeepSeek
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出土文物显示:河姆渡人可能是食人族
对先鼎的烹饪方式稍有了解,便可知这原是一锅肥美的牛肉汤。
当然,“钟鸣鼎食”的贵族式享受,亡故之人自然不可能真正享用到,今天的人也只能对着几根牛骨头想入非非,去脑补当年那“原来的配方,原来的味道”了。
近日河南信阳楚墓出土的牛肉汤 作为“马斯洛人类需求层次”中基础需求的重要组成部分,食物,以及围绕食物的探讨,一直为人所喜闻乐见。
古人吃什么?今天人们常吃的食物始于何时,源于何地起,又如何传播,制作技法如何演进? 对这些饶有趣味话题的探讨,大多只能依赖传世文献资料的记载和出土的盆盆罐罐去推测考证——相对于炊具餐具,具体的食物由于非常容易腐烂,保存条件实在苛刻。
呼吸、水、食物、睡眠、分泌、性被划分为马斯洛需求层次理论中的生理需求 不过,得益于天时地利,有幸保存下来的“文物”食品,也时有所闻。
这些躲过岁月摧残的宝贝,在给人以惊喜的同时,还常附带一些背离常识的历史信息--比如饺子的起源。
精细面食西方来——新疆出土的饺子馄饨和花式糕点 “中国古代的小麦种植,世界上相对较晚,以至于麦字(麥)的写法都是”来歺“,古音读为”来“,翻译成现代汉语,就是”外来的食物“或者”来自远方的食物“。
而小麦的加工技术,也就自然而然长期处于欠发达的原始状态了:将麦粒直接煮成麦饭食用,口感之惊悚,可想而知--甚至远远不及今天西方人爱吃的麦片粥,毕竟那些燕麦是通过碾制和烘焙的半熟食材。
自治区博物馆陈列有吐鲁番出土的唐朝的馕(“胡饼”),说明在两千多年前吐鲁番人就会做精细美味的馕了 两汉之交,随着转轮磨的引进,终于带来了小麦加工技术的重大革新--制粉技术的突破,使得精细面食得以出现。
所谓的”胡饼“、”汤饼“,经中亚传入内地,极大的丰富了中国人的主食选择,被某些学者称为”中国饮食文化的第三次重要突破“。
不过,像饺子、馄饨这类较为复杂的”小麦面粉有馅类“食物,其传播路径却长期不明,虽然中国内地和中亚地区都有类似的食物,但孰先孰后,颇难厘清。
20世纪50年代,在新疆阿斯塔纳地区的魏晋至初唐俄墓葬中出土了一批保存非常完好的食物,为解答这一问题提供了重要的线索。
新疆出土的饺子 如图所见,得益于新疆地区特殊的干燥气候,使得这批出土食物极为完整,饺子质地为小麦面皮,长约5厘米,中宽1.5厘米;馄饨也是小麦面皮包制,长3厘米,宽1.9厘米,形状类似苏式馄饨。
与今天中国南北各地的饺子、馄饨相比,这批出土食物无论在形状上还是做法上都几乎。
结合与食物出土地相邻的敦煌文书记载可知,这种饺子类食物,当时被称为”毕罗“,和它的主要原料麦子(来子)一样,明显是个的外来词,可能源于伊朗语的pilaw。
由此可以推断,饺子和馄饨也是经中亚、新疆传入中国腹地的域外食品。
除饺子、馄饨外,新疆阿斯塔纳地区还出土了各式异常精美的花式面食点心,这些点心无论是捏制,还是模压,都达到了相当高的水平。
有些种类从外观上看与现在的广式月饼、京江脐极为相似,这无疑又为内亚地区与东亚地区之间的经济文化的交流提供了明证。
唐代新疆地区出土的“月饼” 唐代新疆地区出土的“京江脐” 现代的京江脐,又叫老虎脚爪 其实无论起源于何处,只要放下某些无谓的民族情绪,饺子、点心这些喜闻乐见的美食,带给人的无疑都是身心的愉悦。
不过也有一些出土食物,则多少让人有些揪心。
祖先本是食人族——河姆渡遗址出土婴儿头骨 中国历代史籍中,最让人惊恐的字眼,可能是”XX年,大饥,人相食“,”XX年大旱,民“之类,史官看似波澜不惊的文字底下,透露出的信息则是:这片土地上,人间地狱景象几千年来的不断上演。
一旦饿极了,别说人肉,连观音土都吃,然而终究是为了活命的被迫行事,没人会承认自己爱吃人肉。
不过,从考古证据上看,中国人的祖先河姆渡人,却很有可能是不折不扣”爱“吃人肉的”食人族“。
这也并不丢人,近现代以来还屡有原始部落被发现有吃人习俗,而在史前,这很可能是一种常态。
塔纳岛吃人盛宴 1973年,在浙江余姚河姆渡地区,发掘出一处新时期时代的古人类遗址,经过考证,其最深的第四文化层距今已有6000-7000年。
遗址中出土了大量的捣鼓和家畜遗骨,表明当时的祖先们已经掌握了水稻种植技术和家畜驯养技术。
河姆渡人复原像 河姆渡遗址的食物出土可谓是异常的丰富,除了稻谷和兽骨,还出土了大量的”副食品“,如菱角、莲藕、小葫芦、酸枣、芡实和一些蔬菜。
小菱角多掰为两半,可见是吃完后丢弃的。
这些食物很多都被盛放在陶制的容器中。
不过,在这些陶制食物容器中还有令人恐怖的发现--人肉。
在一个容器的底部,考古人员发现了一个薄薄的头骨,经过鉴定,应该是婴儿的颅骨。
因为与一堆鱼骨头一起被发现,毫无疑问,这是吃食。
美洲土人的人肉盛宴 从出土来看,河姆渡人的食物供应还算丰富,当地又是鱼米之乡,出产富饶之地,似乎并没有同类相食的必要。
因此,吃人很可能是一种宗教祭祀。
由于当时的婴儿死亡率极高,据此我们可以大胆猜测,把死去的婴儿吃掉,是一种厌胜巫术,为的是祈求后续婴儿的存活。
得益于特殊的保存时机和保存环境,国外也曾发掘出不少的古代食物。
庞贝古城由于突如其来的灾难,完美封存了古罗马人的生活场景,因而食物遗存尤其丰富。
这些食物遗存中最常见的,则是面包。
古城劫难遗珍馐——庞贝古城的面包文物 现代的酵母发酵面包,最早出现于古埃及。
到了欧洲古典时代,面包的种类已经非常丰富。
古希腊人常以大麦面包为主食,小麦面包相对则是奢侈品。
当时的雅典很早就出现了职业面包师。
与古希腊类似,罗马人也常以面包为主食,据时人记载,当时的罗马人吃面包、蛋糕和饼干,市场上还常见蜂蜜油脂面包和罂粟仔蘑菇型面包。
这些”空洞“而枯燥的文字记载,因庞贝古城遗址丰富的面包遗存而得以印证。
庞贝古城出土的面包 上图所示的这块面包能够保存下来,要归功于公元79年降临在庞贝城头上的天灾--维苏威火山喷发。
连续几晚世纪末日般的灾难,让小城的数千居民连同他们的生活场景,被完整埋没在火山灰里。
这块面包很可能刚刚出炉,正要在第二天被售卖给市民,成为他们的一日三餐,然而却阴错阳差的变成了文物。
庞贝古城发现的面包师与他的妻子壁画 除了极少数大富大贵之人,大多数庞贝市民并没有设备齐全的厨房,因此,他们要到面包烘房去买食物,这就形成了面包社区。
一个面包社区所有成员的生存能够交由少数磨坊和面包坊,这无疑暗示了社会信用演化体系已经达到了很高的层次。
从某种意义上讲,古罗马这个包含了多元化的宗教、金融和市场规则的复杂文明,正是由这一个个面包社区作为基础单元所构成的。
从一枚”文物“面包中,也能解读出一个伟大时代的文明高度。
庞贝古城中发现的售卖面包壁画 随机文章隋恭帝杨侑简介,被逼退位死因不明的傀儡皇帝关于明朝的东林党争霍金五大预言是什么,2050年爆发第三次世界大战/恐怖国产歼20隐形战斗机详解,隐身性和速度超越F35尼古拉特斯拉的惊世预言,精准预测第一次世界大战的开始结束时间迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!