新研究表明,西伯利亚北部严重的空气污染正在阻挡阳光并减缓北方森林的生长
诺里尔斯克是俄罗斯污染最严重的城市,也是世界上最北的城市,对树木年轮的最大研究发现,当地矿山和冶炼厂的空气污染至少是造成“北极变暗”现象的部分原因。
如同 '全局调光',当微小颗粒物出现时,会发生这种更大的区域效应? 来自空气污染、火山爆发和灰尘? 它们聚集在大气中,部分吸收或散射太阳能,扰乱地面的光照、蒸发和水文。
长期观察卫星测量显示,自本世纪中叶以来,到达北极表面的太阳辐射量有所减少,但尚不清楚这是否是由于人类污染在该区域。
如今,经过近一个世纪的大规模、不受监管的采矿,诺里尔斯克附近的树木死亡已蔓延至 100 公里,但这是最早将森林萎缩与阳光减少联系起来的研究之一。
“虽然欧洲大部分地区已经成功解决了硫排放和森林枯死问题,但对于西伯利亚来说,我们还无法看到其影响,这主要是由于缺乏长期监测数据,”说剑桥大学环境系统分析师 Ulf Büntgen。
然而,这个地区是世界上污染最严重的地区之一。 因此,通过读取诺里尔斯克市周围的数千个活针叶树和死针叶树的年轮,研究人员试图重建这片曾经的原始森林所发生的事情。
他们利用木材和土壤化学,绘制了诺里尔斯克九十年来不受控制的环境破坏的程度。
“我们可以看到,由于污染水平上升,诺里尔斯克附近的树木在 20 世纪 60 年代开始大量死亡,”说宾特根。
该团队的模型利用到达地表的太阳辐射作为大气中空气污染的代表,提供了“有力的证据“自 70 年代以来,北极变暗已大大减少了树木的生长。
今天,作者说,欧亚大陆和北美北部的北方森林也在很大程度上成为“高浓度人为空气污染物的倾倒场”,因此北极变暗的影响可能会在本文研究的诺里尔斯克地区之外更广泛地感受到。
不幸的是,由于大规模的环流模式,我们知道污染物往往会在北极大气中积聚,这意味着北部的生态系统可能特别容易受到全球污染的影响。
即使知道这一点,作者也没有对他们发现的问题的严重程度做好准备。
“令我们惊讶的是工业污染的影响如此广泛——损害的规模表明北方森林是多么脆弱和敏感,”说宾特根。
“鉴于该生物群落的生态重要性,北高纬度地区的污染水平可能会对整个全球碳循环产生巨大影响。”
污染并不是对这些珍贵生态系统的唯一威胁,有时被描述为我们星球的“肺”。看起来好像它也在改变北方森林的多样性,而更强烈和频繁的野火每年都在摧毁西伯利亚大片地区,导致区域空气污染进一步加剧。
虽然一些全球变暖模型表明树木的生长会随着气候变化而增加,但新的研究强调空气污染的影响可能超过这一点,这意味着北极北部的树木将比以前生长得更慢、更弱。
进一步的研究应该着眼于空气污染如何导致太阳辐射减少,无论是通过直接吸收太阳辐射还是通过其对云层的影响间接吸收太阳辐射。
考虑到这些北方森林作为碳汇的重要性以及它们的脆弱性,作者呼吁进一步深入了解工业排放对世界最北端森林的长期影响。
“鉴于诺里尔斯克在 2020 年史无前例地释放了超过 20,000 吨柴油,这项研究显得尤为及时,”他们写, “一个环境灾难强调了北极快速变暖对诺里尔斯克工业部门的威胁永久冻土融化,并且还强调了北高纬度地区的生态脆弱性。”
该研究发表于生态快报。