Disturbances Increase Net Carbon Emissions in the Arctic-Boreal Zone - An Expert Assessment

北极地区以及被称为“北极-寒带区”的广袤北方森林，在冻土和古老植被中锁住了大量的碳。这个地区就像一个巨大的冷冻库，将有机物封存起来，使其不至于腐烂并释放出储存的碳。长期以来，科学家们一直知道，随着全球变暖，这片冻结的土地将会缓慢融化，释放出其中的一部分碳。然而，这个故事比缓慢、稳定的融化要复杂得多。该景观还受到突然且剧烈干扰的影响——例如野火、昆虫爆发、极端风暴以及人类建设，这些事件可以在一个季节内席卷整个生态系统。这些突发事件被称为“扰动”。虽然缓慢的融化是一个背景过程，但这些扰动则是可以一次性释放大量碳的“尖峰”。了解这些突发事件在未来将如何变化至关重要，因为如果它们释放了足够的碳，可能会使整个地区从一个碳储存单元转变为一个排放源，从而以当前气候模型无法完全捕捉的方式加速全球变暖。

为了了解未来一个世纪可能发生的情况，一大群科学家汇集了他们的集体智慧，试图超越现有计算机模型的限制。由于在整个冰冻北方地区直接测量这些突发事件非常困难，且不同类型扰动之间的相互作用非常复杂，研究人员转向了专家评估。他们邀请了 180 位来自生态学到遥感等领域的专家，针对五种特定类型的扰动回答了一系列详细问题：包括人类活动引起的改变（如采矿和伐木）、生物事件（如昆虫群）、野火、由冰融化导致的地面突然塌陷，以及极端天气事件。专家们被要求预测在不同的全球变暖情景下，这些事件发生的频率、规模和严重程度在 210 世纪及 23 世纪会如何变化。他们还被要求估算这些扰动与今天相比，会向大气中额外释放多少碳。

专家们的共识是清晰且一致的：每一种类型的扰动预计都会随着气候变暖而变得更加频繁、覆盖范围更广且程度更加严重。这种增加不仅仅是短期的波动；专家们一致认为，这些变化将持续数个世纪，即使在人类停止通过燃烧化石燃料向大气中添加新碳之后，这些变化仍会继续存在。当研究人员将所有专家的估算值结合起来时，他们发现，到 2100 年，根据全球变暖程度的不同，这些扰动可能导致北极-寒带区每年额外释放 154 到 427 个单位的碳。在最极端的变暖情景下（即全球气温显著上升的情况下），额外的排放量可能会达到该范围的高端。其中最主要的额外碳释放来源被确定为突然的地面塌陷（即融化的冰导致土地下沉并腐烂）和野火（即烧毁植被和土壤）。生物事件（如昆虫侵袭）和人类活动也增加了总排放量，尽管其程度不及地面物理塌陷和火灾。

这些发现之所以显得尤为紧迫，是因为这些排放量目前尚未包含在用于设定气候目标的全球计算中。专家指出，即使世界成功将人类产生的排放量降至零，由这些自然和人为扰动释放的碳仍将在很长一段时间内持续流入大气。这意味着，目前的限温目标实现起来可能比此前认为的更加困难，因为由于这些扰动，地球本身将继续排放碳。研究人员还发现，这些事件之间的相互作用使得问题更难预测。例如，野火可以移除植物和土壤的保护层，使地面变得更热，从而更有可能发生塌陷，进而释放更多碳。同样，极端的干旱也会使森林更容易发生火灾。虽然专家们对整体趋势是向着更多排放的方向感到确信，但他们也承认，目前仍存在显著的知识空白。他们对于这些事件究竟会在哪里发生，以及土地恢复的速度有多快，仍然缺乏足够的数据，特别是在像西伯利亚这样的偏远地区。

为了改进这些预测，该小组确定了三个主要的研究重点。首先，他们需要更精确的地图，展示这些扰动在整个区域内发生的具体位置和频率。其次，科学家需要测量这些事件发生期间及紧随其后的碳流。最后，用于预测未来气候的计算机模型需要进行更新，以纳入这些突然的、破坏性的事件，而不仅仅是缓慢的、渐进的变化。在这些差距被填补之前，这项专家评估起到了至关重要的警示作用：北方的冰冻地带正变得越来越不稳定，那里储存的碳面临着以当前气候计划未能充分考虑的方式被释放的风险。该地区不仅仅是在缓慢变暖，它正变得越来越容易发生大规模的突发变化，这些变化可能会在数个世纪内改变全球气候系统。