耕地擴張削弱地球“降溫屏障”

科技日報訊 （記者陳曦 通訊員趙暉）記者7月28日從天津大學獲悉，該校教授朱佳雷、傅平青聯合清華大學教授張強等，采用包含自主研發模塊的地球系統模型，首次在全球范圍內系統分析了工業革命以來農田擴張對二次有機氣溶膠（SOA）及其氣候效應的影響。該研究揭示了人類農業活動如何通過改變土地覆蓋，影響大氣成分和氣候變化。研究成果近日發表在國際地學頂級期刊《自然·地球科學》上。

據介紹，工業革命以來，為滿足糧食需求，全球森林和草地大規模轉為農田。傳統研究主要關注這種轉變對碳儲存、反照率和水循環的影響。然而，植被釋放的揮發性有機物是形成SOA的重要前體。而SOA可通過直接影響太陽輻射和改變云特性，對氣候系統產生重要冷卻作用。這種“降溫屏障”因森林減少而受損的程度及其對氣候的影響，此前長期被忽視。

此次科研團隊利用地球系統模擬研究發現，耕地擴張顯著改變了全球植被類型分布，導致SOA關鍵前體物排放減少約10%，全球SOA總量同步下降10%，進而顯著削弱其輻射降溫能力。

耕地擴張使SOA凈降溫作用減少11%。在未來氣候變暖與空氣污染減輕的情景下，相同耕地擴張的增溫效應將比當前增強約50%。

該研究首次系統揭示了，耕地擴張通過削弱“降溫屏障”加劇全球變暖的新機制。傅平青說：“這項研究警示我們，在制定糧食安全與氣候政策時，必須同時考慮土地利用變化對‘碳賬本’和‘氣溶膠降溫賬’的雙重影響。”

研究建議，保護和恢復森林生態系統不僅能固碳，還能維持重要的SOA自然降溫功能，這一“非碳”效益在未來氣候變暖背景下將愈發珍貴。該成果為國家制定碳中和戰略和土地科學管理的協同政策提供了重要科學依據，也為全球氣候變化的預測和應對提供了新思路。