Source: CBC
河流和小溪不仅提供美丽的风景或夏日降温的机会，它们是确定土壤中储存多少碳或释放到大气中的全球系统的重要组成部分。新研究显示，人类活动直接扰乱了这个系统，增加了被释放到大气中的碳量。当树叶掉入水道时，它成为整个生态系统的燃料。微生物以这些枯叶为食，鱼类吞食它们，或者它们掉入河床，碳就被困住了。但人类活动可以加快叶片和其他枯叶的分解速度，将更多二氧化碳排放到大气中。其中一个关键因素是气候变暖，使微生物更活跃。来自化肥的化学物质，如磷和氮，也滋养微生物，导致枯叶更快地分解。精确建模这些变化的动态对于防止气候变化至关重要，密歇根州奥克兰大学的斯科特·泰格斯领导的一个研究小组组织了一个全球性计划来盘点。来自40个国家的150多名科学家，包括加拿大在内，收到了标准化的棉纱条（通常使用的树叶）来测量当地不同地点有机分解速度。
现在，研究人员将这些现场样本与全球数据集结合起来，创建了一个机器学习算法，估计了全球各地的分解速率。我们数据的令人震惊之处在于，即使我们选择的是这些受影响相对较小的地点，我们仍然可以看到人类已经产生了真正的影响，不管是通过城市化、农业还是两者兼有，”乔治亚大学水生态系统生态学家克里斯塔·卡普斯说，这位科学家共同撰写了这项工作。研究产生的全球地图阐明了人类活动的破坏性影响：美国中部、加拿大南部和欧洲的一些地区（高人口密度、城市发展和农业地区）是更快分解的明显红点，“强烈暗示了大陆范围内人类对河流碳循环的影响”，根据这项研究。这项研究于周四在《科学》杂志上发表。水道中树叶分解速度可能看起来是一个小众关注的问题，但对气候有着重要意义。特伦特大学水生科学教授保罗·弗罗斯特参与了现场研究，并表示，“我们不能指望水体，包括河流、小溪和湖泊，继续像以前那样囤积碳。他强调，研究人员过去曾研究了分解及其与气候之间的联系，但他说，“他们能够将棉纱条现场试验标准化是一个重要的进步。加拿大各地的研究人员参与其中，他表示，他们测量了这些条在当地水道中的分解速度，并邮寄来进行分析。
像水温和生物群落之类的变量也被记录下来。将这些数据输入到预测性算法中填补了知识上的重要空白，特别是在热带地区和数据收集具有挑战性的偏远或难以接触的地区。使用该算法生成的全球地图产生的结果也更具实用性。例如，弗罗斯特表示，地图显示了加拿大从北到南的明显渐变，随着气温降低，分解速率减慢。这种差异还与在这些环境中蓬勃发展的树木种类有关。在对比自然枯叶与棉纱条的分解速率进行建模的工作中，研究人员发现松树枯叶的分解速度比橡树枯叶要慢。随着气候变暖，橡树为主的落叶阔叶林可能向北扩张，这就意味着更快的分解速率和更多碳被释放到大气中的潜力。在安大略南部，有一个相当清晰的边界，从落叶阔叶林变为北部针叶林，在未来，这条边界将向北推进，”弗罗斯特说，“因此，在分解速率方面将是一个双重打击。
未参与研究的西安大略大学环境科学家布莱恩·布兰费伦表示，在气温升高的情况下，这项工作显示加拿大北部面临较高风险。要注意的地区是现在在分解速度较低加拿大针叶林等地区，这是这项研究显示的——北纬地区的气温比南纬地区升高得更快，因此未来变化将最明显的地区是北方，”他在一封邮件中说。研究人员已将他们的模型在线共享给任何人使用，他们写道，“这将使科学家和自然资源管理者能够预测地球范围内河流网络功能的变化。气候变化是人类从未面对过的紧急情况 —— 我们没有时间去世界各地进行这些重要测量20年，”布兰费伦说，“这些方法让我们使用已有的数据，再结合我们最好的科学理解，我们可以对我们从未造访过的地方的环境过程做出估计，更不用说进行测量了。研究人员表示，算法只是第一步，还可以通过更多的现场研究进一步改进。有了更多数据，这只会不断得到改进，”卡普斯说，“下一步是开始查看这些受影响的溪流，看看这些模式是否更加突出，或者我们是否能找到其他更微妙的因素来驱动这些关系。与此同时，人类因素，如来自农业或城市化的添加营养物质正在产生影响的明确迹象，这些信息可以用来帮助缓解损害，弗罗斯特说：“我们在环境中确实需要更加小心谨慎地使用养分。任何我们可以更加谨慎地使用和管理农业和城市景观中的养分的方法都将有助于减缓分解并帮助这些系统成为更好的碳储存地点。
如何对待人类活动对环境的影响？让我们更加关注养分管理和环境保护，助力减缓碳排放速度。" } ```
