Nature Geoscience：人类活动与泥沙-有机碳循环

人类活动正在改变地球碳循环，而泥沙-有机碳扮演着关键角色。 2024年4月9日Nature Geoscience期刊发表了最新文章，综合运用地质学、海洋学和生态学等多学科知识，结合实地观测和模型模拟，对全球泥沙-有机碳循环进行了系统分析。 研究表明人类活动正在改变泥沙-有机碳的生产、转移和储存方式，进而影响地球的碳循环和气候变化。 这项研究揭示了人类活动对泥沙-有机碳循环的深刻影响，为理解地球碳循环和应对气候变化提供了科学依据。

泥沙是指岩石风化后产生的细颗粒物质，广泛存在于土壤、河流和海洋中。 泥沙与有机碳结合形成泥沙-有机碳( mud and organic carbon) ，对地球的碳循环产生重要影响。 泥沙-有机碳的埋藏可以减少大气中的二氧化碳浓度，从而减缓气候变化； 而其分解则会释放二氧化碳，加剧气候变化。

图1 Major pathways of mud movement, POC fluxes and human-induced changes.

然而，人类活动正在改变泥沙-有机碳的生产、转移和储存方式，进而影响着地球的碳循环和气候变化。

图2 Examples of major perturbations of mud–OC pathways

2024年4月9日 Nature Geoscience 期刊 发表了 最新文章 ， 综合运用地质学、海洋学、气候学和生态学等多学科知识，并结合 实地观测和 模型模拟，对全球范围内的泥沙-有机碳循环进行了系统分析。 科学家重点关注了人类活动对不同生态系统的影响，包括陆地生态系统、内陆水网、沿海地区和北极地区。

图3 Gradients of mud–OC reactivity

研究结果表明，人类活动导致了泥沙-有机碳的大规模迁移和重 新分配，主要体现在以下几个方面：

1、 农业活动导致土壤侵蚀加剧，大量泥沙-有机碳被释放到河流和海洋中。 研究估计，2012年全球约有360亿吨土壤被侵蚀，其中大部分是富含有机碳的泥沙。

2、 水坝建设阻断了河流沉积物的运输，导致下游三角洲的海岸侵蚀。 研究估计，自20世纪50年代以来，全球河流输送到海洋的沉积物减少了49%。 水坝还可以捕获大量的泥沙-有机碳，改变了有机碳的埋藏和分解过程。

3、 沿海开发和海平面上升导致湿地丧失，减少了有机碳的埋藏。 研究估计，过去二十年间，全球湿地净损失面积达4000平方公里。

4、 永久冻土融化将储存了数千年的古老有机碳释放到大气中，加速了全球变暖。 研究估计，每年有140亿吨碳从永久冻土土壤中迁移到水生环境中。

科学家呼吁采取有效措施来减少人类活动对泥沙-有机碳循环的干扰，主要包括以下几个方面。

1、 减少农业活动对土壤的破坏： 推广可持续农业，保护土壤健康，减少土壤侵蚀。

2、 合理规划水坝建设： 综合考虑水坝建设对河流生态系统和下游海岸线的影响，制定科学合理的建设方案。

3、 保护沿海湿地： 加强对沿海湿地的保护和恢复，维持其生态功能和碳储存能力。

4、 减缓北极地区永久冻土融化： 采取措施减少温室气体排放，减缓全球变暖速度，保护北极地区的生态环境。

总之，了解泥沙-有机碳循环与人类活动之间的关系，对于预测未来气候变化和制定应对策略至关重要。 这项研究揭示了人类活动对泥沙-有机碳循环的深刻影响，为理解地球碳循环和应对气候变化提供了重要的科学依据。

论文信息： Bianchi, T.S., Mayer, L.M., Amaral, J.H.F. et al. Anthropogenic impacts on mud and organic carbon cycling. Nat. Geosci. 17 , 287–297 (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01405-5