記者7月16日獲悉,基于全球表土數(shù)據(jù)集,來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等單位的科研人員,評估了氣候和非氣候要素對全球化學(xué)風(fēng)化過程中磷釋放的影響,建立了溫度和磷風(fēng)化的定量關(guān)系。基于此,他們發(fā)現(xiàn),氣候變暖會(huì)加速全球磷風(fēng)化。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志。
磷是構(gòu)成生物體細(xì)胞的基本元素之一,對海洋生物的生長和繁殖至關(guān)重要,可以決定海洋生物圈的大小。在生態(tài)系統(tǒng)中,磷主要來自陸地化學(xué)風(fēng)化過程中磷酸鹽的溶解,也就是磷風(fēng)化。
以往的研究顯示,氣候?qū)α罪L(fēng)化有顯著影響。多種溫度與磷風(fēng)化之間的定量關(guān)系已被應(yīng)用于全球模型中,以理解地球歷史上耦合的生物地球化學(xué)循環(huán)過程。“然而,基于實(shí)證數(shù)據(jù)的氣候與磷風(fēng)化之間的定量研究仍然缺乏。”論文共同通訊作者、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員郭利成說。
針對這一科學(xué)問題,科研人員集成了14322個(gè)全球表土的環(huán)境因子和主量元素?cái)?shù)據(jù),建立了溫度和磷風(fēng)化的定量關(guān)系,并基于數(shù)值模型構(gòu)建了全新的磷風(fēng)化通量與全球平均溫度的關(guān)系。
數(shù)據(jù)集成結(jié)果揭示,溫度調(diào)控著全球尺度土壤中磷元素的遷移,當(dāng)溫度超過12℃時(shí),土壤中的磷含量顯著下降。“增溫引發(fā)全球磷風(fēng)化通量的增加會(huì)導(dǎo)致海洋生產(chǎn)力升高,水體氧氣快速消耗,有機(jī)碳在海洋沉積物中大量埋藏,進(jìn)而引發(fā)全球降溫。”郭利成說,新的研究結(jié)果也證明,磷風(fēng)化增強(qiáng)是大洋缺氧事件的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
郭利成表示,從增溫引發(fā)全球磷風(fēng)化加速的結(jié)論可以進(jìn)一步推測,未來人類碳排放造成的增溫很可能會(huì)導(dǎo)致全球土壤磷的快速流失,這將危及全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和海洋生態(tài)系統(tǒng)。
記者7月16日獲悉,基于全球表土數(shù)據(jù)集,來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所等單位的科研人員,評估了氣候和非氣候要素對全球化學(xué)風(fēng)化過程中磷釋放的影響,建立了溫度和磷風(fēng)化的定量關(guān)系?;诖?,他們發(fā)現(xiàn),氣候變暖會(huì)加速全球磷風(fēng)化。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志。
磷是構(gòu)成生物體細(xì)胞的基本元素之一,對海洋生物的生長和繁殖至關(guān)重要,可以決定海洋生物圈的大小。在生態(tài)系統(tǒng)中,磷主要來自陸地化學(xué)風(fēng)化過程中磷酸鹽的溶解,也就是磷風(fēng)化。
以往的研究顯示,氣候?qū)α罪L(fēng)化有顯著影響。多種溫度與磷風(fēng)化之間的定量關(guān)系已被應(yīng)用于全球模型中,以理解地球歷史上耦合的生物地球化學(xué)循環(huán)過程。“然而,基于實(shí)證數(shù)據(jù)的氣候與磷風(fēng)化之間的定量研究仍然缺乏。”論文共同通訊作者、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所副研究員郭利成說。
針對這一科學(xué)問題,科研人員集成了14322個(gè)全球表土的環(huán)境因子和主量元素?cái)?shù)據(jù),建立了溫度和磷風(fēng)化的定量關(guān)系,并基于數(shù)值模型構(gòu)建了全新的磷風(fēng)化通量與全球平均溫度的關(guān)系。
數(shù)據(jù)集成結(jié)果揭示,溫度調(diào)控著全球尺度土壤中磷元素的遷移,當(dāng)溫度超過12℃時(shí),土壤中的磷含量顯著下降。“增溫引發(fā)全球磷風(fēng)化通量的增加會(huì)導(dǎo)致海洋生產(chǎn)力升高,水體氧氣快速消耗,有機(jī)碳在海洋沉積物中大量埋藏,進(jìn)而引發(fā)全球降溫。”郭利成說,新的研究結(jié)果也證明,磷風(fēng)化增強(qiáng)是大洋缺氧事件的一個(gè)重要驅(qū)動(dòng)機(jī)制。
郭利成表示,從增溫引發(fā)全球磷風(fēng)化加速的結(jié)論可以進(jìn)一步推測,未來人類碳排放造成的增溫很可能會(huì)導(dǎo)致全球土壤磷的快速流失,這將危及全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和海洋生態(tài)系統(tǒng)。
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