氣溫升高推動(dòng)北極綠化

隨著北極夏季的溫暖，地球的北部景觀正在發(fā)生變化。一項(xiàng)新的研究使用衛(wèi)星圖像追蹤全球苔原生態(tài)系統(tǒng)數(shù)十年，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)變得更加綠色，因?yàn)榭諝夂屯寥罍囟壬邔?dǎo)致植物生長(zhǎng)加快。

 

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的北亞利桑那大學(xué)全球變化生態(tài)學(xué)家洛根·伯納(Logan Berner)說(shuō)：“北極凍原是地球上最冷的生物群落之一，也是最迅速變暖的生物群落之一。” “我們看到的這種北極綠化確實(shí)是全球氣候變化的領(lǐng)頭羊，它是生物群系規(guī)模對(duì)氣溫上升的反應(yīng)。”

 

這項(xiàng)研究于本周在《自然通訊》上發(fā)表，這是首次利用美國(guó)國(guó)家航空航天局和美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合任務(wù)Landsat的衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)量從阿拉斯加，加拿大到西伯利亞的整個(gè)北極苔原的植被變化。由于Landsat數(shù)據(jù)可用于確定地面上活躍的植被數(shù)量，因此其他研究也使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)查看了較小的區(qū)域。綠化可以代表植物生長(zhǎng)得更多，變得更致密，和/或灌木侵蝕典型的苔原草和苔蘚。

 

當(dāng)苔原植被發(fā)生變化時(shí)，不僅會(huì)影響依賴(lài)某些植物的野生動(dòng)植物，而且還會(huì)影響居住在該地區(qū)并依賴(lài)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)獲取食物的人們。盡管活性植物將從大氣中吸收更多的碳，但變暖的溫度也可能使永久凍土融化，從而釋放溫室氣體。這項(xiàng)研究是NASA北極北極漏洞實(shí)驗(yàn)(ABoVE)的一部分，該實(shí)驗(yàn)旨在更好地了解生態(tài)系統(tǒng)在這些變暖環(huán)境中的反應(yīng)方式以及更廣泛的社會(huì)意義。

 

伯納爾和他的同事使用Landsat數(shù)據(jù)和其他計(jì)算來(lái)估算凍土帶中50,000個(gè)隨機(jī)選擇的地點(diǎn)中每個(gè)地點(diǎn)在給定年份的綠色峰值。在1985年至2016年之間，加拿大阿拉斯加和歐亞大陸西部的苔原地帶約有38%發(fā)生了綠化。只有3%的人表現(xiàn)出相反的褐變效果，這意味著活躍生長(zhǎng)的植物更少。為了包括歐亞?wèn)|部站點(diǎn)，他們比較了2000年開(kāi)始的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)Landsat衛(wèi)星開(kāi)始定期收集該地區(qū)的圖像。從全球角度來(lái)看，2000年至2016年期間，有22%的站點(diǎn)綠化，而有4%的站點(diǎn)變綠。

 

伯納說(shuō)：“無(wú)論是從1985年還是2000年以來(lái)，我們都在Landsat記錄中看到了北極的綠化。” “而且我們看到在同一時(shí)間和同一時(shí)期，這種生物群落規(guī)模的綠化，因?yàn)槲覀兛吹较募練鉁卮_實(shí)在迅速上升。”

 

研究人員將這些綠化模式與其他因素進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)它還與較高的土壤溫度和較高的土壤濕度有關(guān)。他們通過(guò)北極周?chē)巴庵参锷L(zhǎng)測(cè)量結(jié)果證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)。

 

北亞利桑那大學(xué)教授，同時(shí)也是這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人，領(lǐng)導(dǎo)ABoVE科學(xué)團(tuán)隊(duì)的斯科特·戈茨說(shuō)：“陸地衛(wèi)星對(duì)于這類(lèi)測(cè)量至關(guān)重要，因?yàn)樗占臄?shù)據(jù)比以前使用的要精細(xì)得多。” 這使研究人員能夠調(diào)查是什么驅(qū)動(dòng)了苔原的變化。格茨說(shuō)：“北極地區(qū)存在許多微觀尺度的變化，因此，在更精細(xì)的分辨率下工作并擁有長(zhǎng)數(shù)據(jù)記錄非常重要。” “這就是為什么Landsat如此有價(jià)值的原因。”