河狸在气候变化中扮演什么角色？

河狸在气候变化中扮演什么角色？

当谈到改变自己的生存环境时，海狸在很多地方与人类是共通的。它们将树木砍断，而后建立起堤坝来阻断湍流的小溪，在这个过程中它们从根本上改变了周围的世界。现在看来，河狸还在气候变化中扮演着一个复杂的角色。一项新的研究表明：河狸所建的水坝及其背后所聚集的沉积物都有固碳的作用，而这可以暂时性地使含有碳元素的温室气体远离大气层。但是当河狸放弃这些营地的时候，碳就会泄漏出来，从而加入到全球变暖的过程当中。

在欧洲人定居之前，北美大陆有多达4亿只河狸栖息在面积约为1500万平方公里的土地上（约占北美大陆面积的60%）。因为它们建造的水坝而形成的湿地，以及它们在水坝附近修整的漫滩为许多生物提供了栖息地。美国柯林斯堡科罗拉多州立大学地球学家Ellen Wohl说，尽管许多生态学家熟悉河狸活动促进生物多样性的的方方面面，但是很少有人知道河狸在碳截存方面所起到的作用。

最近在科罗拉多州的落基山国家公园进行的田野调查中，Wohl研究了河狸所建水坝上游地区的湿地和漫滩——这些地区统称为“河狸草甸”——沿着27条溪流的排水流域，这片区域覆盖了面积超过700平方公里的地域。她分析了沿着两条较大的水道（其中一条包括148座河狸所建水坝的残留物，另一条水道也有100座）收集到的29份沉积物样本的碳含量。随后，她将这些数据与先前的研究结果相结合，以评估遍及整个地区的河狸草甸的碳含量。她指出：总体来看，河狸草甸大约占据了这些流域中主要溪流总长度的四分之一。

因为水位在一个完整的河狸水坝后面被抬高了，而氧气不会接触到多少木材以及埋在沉积物里的其他有机物也，因此就减缓了它们腐烂的速度。事实上，Wohl说，被埋在潮湿的河狸草甸中的木材可以保存约600年的时间——这比倒在树林里的典型原木保存的时间要长。然而，当水位下降时、土壤就会变干，分解活动就开始向大气中释放二氧化碳。

在去年发表的研究成果中，Wohl和她的同事发现：来自国家公园里河狸活跃的水坝上游的沉积物，碳占了其重量的12%左右，这些碳绝大部分被锁定在木材里面。但是，在即将出版的《地球物理研究快报》公布的研究结果中，Wohl称，在被遗弃的河狸草甸沉积物中，碳的重量平均只有3.3%。

这是一个巨大的差异。今天，被遗弃的河狸草甸中包含着大约73.6万公吨的存储碳——约占这个流域土壤中总体碳储量的8%。然而，根据她之前的数据统计，如果所有的河狸水坝都在使用当中且能够保持湿地不受破坏，那么河狸草甸将能够存储这一地域中土壤碳含量的约23%，估计有270万公吨的有机碳。

当去年全球二氧化碳排放总量达到接近360亿吨（碳含量约为98亿吨）这个规模的情况下，可能这个数字看起来非常微不足道。但是将这一结果放眼于北美洲的所有区域，这些区域曾是河狸传统的栖息地，然后再将其放到世界工业化前的背景之下，这个数字暗示河狸——包括在前殖民时期由于捕捉而致使河狸在这一区域中的数量的骤减——对于全球气候可能具有实质性的影响。

“这是一篇出色的研究论文” 美国北卡罗来纳州杜克大学的生态学家Justin Wright说，“我喜欢她为了获取整个面貌的视角所采取的方法。”

下一步的研究，Wright指出要针对河狸草甸碳预算作出一个更完整的评估，这个评估要将微生物释放的温室气体考虑进去，这些微生物往往生长在潮湿的沉积物中例如天然湿地和稻田。思考河狸草甸中碳储存和碳释放的整体平衡“是一个非常有趣的问题，”Wohl说，“现在,我还不知道答案会是怎样的。”

美国阿拉巴马大学水生生态学家Jennifer Edmonds说，河狸池塘确实可以成为例如甲烷和一氧化二氮这样的效力强大的温室气体的来源。（在过去的一个世纪中，甲烷留在地球大气层中截存的热量约是二氧化碳的25倍，同一时期，一氧化二氮的效力是二氧化碳的近300倍。）但是考虑到整体，她补充说，“如果要我下赌注，我会赌[河狸草地]储存的碳比其自身生产的碳要多。”

然而,Edmonds认为，在许多水坝溃决和沉积物开始变干燥的许多年后，产生甲烷的微生物还继续在河狸草甸的沉积物上茁壮地生长着：“河狸从根本上改变了溪流，而且他们也留下了会持续几十年的痕迹。”(EurekAlert!)