研究称冰川融化会促进分解 导致二氧化碳加速释放到大气中

据外媒报道，世界各地冰川的消失加强了河流中复杂碳分子的分解，有可能进一步加剧气候变化。由利兹大学领导的一个国际研究小组首次将冰川附近的山区河流与植物物质分解率较高联系起来，而植物物质分解率是全球碳循环的一个主要过程。

随着山区冰川的融化，水被导入下游的河流。但随着全球变暖加速了冰川的消失，河流的水温较高，不易发生水流和沉积物的变化。这些条件就更有利于真菌的建立和生长。

生活在这些河流中的真菌会分解植物叶子和木材等有机物，最终导致二氧化碳释放到大气中。这一过程--全球河流碳循环的关键部分--目前已经在奥地利、厄瓜多尔、法国、新西兰、挪威和美国的6个山脉的57条河流中进行了测量。

该研究结果主要由自然环境研究委员会资助，于2021年3月15日发表在《自然气候变化》杂志上。

研究主要作者、来自利兹大学地理学院的Sarah Fell表示，在全球范围内发现了类似的模式和过程。

“我们发现山区河流的有机物分解速度增加，然后可以预期这将导致更多的碳释放到大气中。这是一种意想不到的气候反馈形式，即气候变暖推动冰川流失，而冰川在返回大气之前又迅速回收河流中的碳。"

在世界许多地方，山地冰川的退缩正在以前所未有的速度加速，预计气候变化将推动整个21世纪的冰川持续流失。然而，河流生态系统过程（如养分和碳循环）对冰川覆盖率下降的反应，以及真菌生物多样性在推动这些过程中的作用，仍然知之甚少。

研究小组使用艺术家的帆布面料来模仿河流中自然积累的叶子和草等植物材料。之所以能够做到这一点，是因为帆布是由棉花制成的，主要由一种叫做纤维素的化合物组成--这是世界上最丰富的有机聚合物，它存在于自然积累在河流中的植物叶子中。

帆布条在河流中放置约一个月，然后收回并测试它们是否容易被撕裂。随着水生真菌的繁殖，帆布条更容易被撕裂，这表明碳分子的分解在温度较高的河流中进行得更快，因为它们有较少的冰川水流。

该研究的共同作者，同样来自利兹大学地理学院的Lee Brown教授解释说：“我们在世界各地发现了类似的纤维素分解模式。这非常令人兴奋，因为它表明，随着山脉继续失去冰层，这些河流生态系统将如何发展，可能有一个普遍的规则。如果是这样的话，我们将能更好地预测未来河流生态系统将如何变化。”

研究合著者Alex Dumbrell教授的团队在埃塞克斯大学分析了河流样本中的真菌，他补充说：“我们的工作表明，测量一种支撑纤维素降解酶（Cellobiohydrolase I）活性的特定基因意味着我们可以比使用真菌种类本身的丰度信息更好地预测棉布条分解，后者是更常用的方法。这为我们提高对碳循环变化的预测开辟了新的研究途径。”

由于低水温、不稳定的河道和高水平的细小沉积物使冰川河流中的藻类和植物生长降到最低，植物物质分解可以成为这些水生生态系统的重要燃料来源。在世界的一些地方，如阿拉斯加和新西兰，冰川流淌的河流还延伸到森林中，为河流食物链提供了更多的叶子垃圾。

此外，由于冰川流失意味着流经河流的水量减少，河流不易改变航向，预计今后岸边的植物和树木会在这些生境中生长得更多，这意味着河流中会积累更多的树叶垃圾。这很可能会比现在更加速真菌对全世界山地河流中碳的处理。