1799年4月,英国化学家汉弗莱·戴维(Humphry Davy)做了一件当时看来非常疯狂的事情。在自己的实验室中,他冒着生命危险吸入了少量“笑气”(N2O),并根据自己的亲身体验得出结论:这种气体不能过量吸入,但少量使用却可以用作外科手术中的麻醉剂。随后,他将实验过程和自己的感受写成小册子并发表,“笑气”由此出名。
随着技术的发展,人们发现“笑气”的角色远非如此简单:不论剂量是大还是小,“笑气”都会对大自然带来严重的破坏。N2O的增温效应是CO2的298倍,对气候变暖的贡献因此高达7%,是除CO2和甲烷(CH4)外最重要的温室气体,其在大气中含量的增加,被认为将在很大程度上影响区域乃至全球的气候变化。而放牧一直被认为是N2O显著增多的罪魁祸首之一,因为食草动物会排出不少甲烷和N2O,而且微生物在降解它们的粪便的过程中也会释放出少量的N2O。
但中国科学院大气物理研究所研究员郑循华的研究团队却证实,将矛头指向放牧是一个误会,人类高估了放牧对环境的负面影响。研究人员认为,这些短期调查共同忽视的一点是,草原上的N2O排放实际上主要来自自然界,且其中大部分排放发生于春季解冻期,而放牧恰恰能使这个时期的N2O排放明显减少——放牧其实是环保的功臣。
早在10年前,这个研究组就开始在内蒙古自治区的中科院草原站,研究放牧对草原的影响,以便为内蒙古的可持续发展提供建议。内蒙古自治区是中国的畜牧业大省,草原面积高达8666.7万公顷,仅饲养其上的改良种牲畜就超过了1亿头。如果研究证实,放牧真的对自然界有那么大的负面影响,内蒙古自治区将不得不重新定义畜牧业在经济中扮演的角色。
在研究过程中,他们发现,由于优良牧区中的草经常被牲畜吃光,这里的降雪更易被风吹走。这意味着土壤与大气的接触更直接,也意味着这里的土壤在冬季温度很低,在解冻期相对干燥,而这会抑制土壤中微生物在解冻期的活动,从而减少N2O的排放。相反,降雪在没有放牧的草地上更易积留,冬季厚重的“雪被”犹如隔热层,会使土壤中的微生物免受霜冻损害。当春季融雪时,这些微生物就会成为N2O最主要的排放源。
通过以上研究,放牧终于得到了“平反”,这也意味着化石燃料将独自成为N2O排放的“主力”。此前,美国国家海洋和大气管理局的研究人员曾推算出,人类通过使用化肥、化石燃料等每年向大气中排放的N2O高达1000万吨。对于脆弱的地球,这也许才是真正亟待解决的问题。
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