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研究表明，在北半球季節性的碳循環中，有四分之一的增量可能由農業生產引起，其中以玉米為首。

在北半球的植被中，存在一種明顯的季節性循環。每年，大氣中二氧化碳的含量水平在夏季植物“吸氣”時增加，隨后又在生長季節過后植物呼氣時降低。在過去50年中，出于某些尚未完全弄清的原因，這種季節性漲落的規模增加了一倍。

日前，一個研究小組指出，在這種季節性的碳循環中，有四分之一的增量可能由農業生產引起，而玉米首當其沖。

這些研究得到了美國國家科學基金會宏觀系統生物學項目的資助。該項目主任Liz Blood表示：“這項研究表明，建模和數據挖掘對于確定影響二氧化碳季節性變化的潛在源頭有很大幫助。”

相關研究成果發表在近期的《自然》雜志上。論文的通訊作者、波士頓大學的科學家Mark Friedl表示：“北半球的植被中存在一種很明顯的季節性循環，而這種循環正在發生某些變化。生態系統的生產力變得越來越強，夏季消耗的大氣中的碳增加，休眠期釋放出的碳也增加了。”

“但這些并不是全部。”論文第一作者、波士頓大學Josh Gray說，“現在我們已經將人類和農田考慮進來。”

科學家們收集了全球范圍內四種主要作物——玉米、小麥、大米和大豆——的生產統計數據。這些作物共計占全球消耗的卡路里總量的64%。

他們發現，在北半球，自1961年以來，這些作物的產量不止翻了一番，每年吸附和釋放的碳約計達到10億噸。

這些農田是“打了雞血的生態系統”，Gray說，“需要注意的是，在北半球有植被覆蓋的區域中，這些農田面積大約占到6%，但它們卻使大氣中參與季節性循環的碳總量增加了四分之一。”

Gray表示，季節性碳循環的增加并未對全球陸地的碳吸收和碳釋放造成巨大影響，因為每年作物吸收的碳都會重新被釋放出去。

不過，研究人員仍然認為，了解農業生產帶來的影響，將有助于改進全球氣候模型，尤其是對探討生態系統將在多大程度上緩沖未來二氧化碳濃度的增加很有幫助。

與波士頓大學的研究人員合作的科學家，包括密歇根大學的Eric Kort、新罕布什爾大學的Steve Frolking、威斯康星州大學的Christopher Kucharik、英屬哥倫比亞大學的Navin Ramankutty和明尼蘇達大學的Deepak Ray。

他們的調查結果表明，近幾十年中，作物產量顯著增加。

美國國家科學基金會水資源可持續性和氣候計劃項目也是這項研究的資助方。該項目的主任Tom Torgersen說：“產量增加的跡象對于農業來說是好事，但是農業生產率的提高會帶來對水資源的大量需求，這將需要更進一步的調查。”

“這就是我們在農業生產中所做的，總體上來說非常明顯。只不過是集中體現在玉米這種作物上而已。”Friedl補充說。

他表示，在有助于增強季節性碳循環的作物中，單單玉米就占到了三分之二。其中，近90%產自美國中西部和中國。

“在過去50年中，北半球的農田面積一直相對穩定，但是產量顯然劇增。”Friedl說。

“這部分土地的面積能影響大氣成分，這一事實是人類活動在地球上留下的一個驚人的指紋。”