在小冰河时代，大气中二氧化碳浓度的下降并不是由新世界的先驱们通过美国本土农业砍伐大片而造成的，正如以前所认为的那样。

相反，我们的 新分析 南极冰芯内包含的气候记录表明，大气中二氧化碳含量的下降？ 1500 年至 1750 年寒冷时期的碳排放水平是由植物对碳的净吸收增加所驱动的。

这反过来表明，如果植物通过吸收更多的碳来应对气温下降，那么它们很可能会对当前不断上升的二氧化碳做出反应？通过将更多的物质释放到大气中来达到水平。

历史氛围

大气中的二氧化碳？从大约 2000 年前直到工业革命开始，这些浓度一直相当稳定，从那时起它们就开始 急剧攀升。 然而，沿途相对较小的变化，如小冰期（LIA）期间所见。

二氧化碳在大气、陆地和海洋之间自然循环。在陆地上，它通过植物光合作用从大气中去除，并在植物材料分解时返回。通常这些过程会相互平衡，但其中一个过程的速率变化会改变大气中的二氧化碳吗？水平达到新的平衡。

如果分解随着温度的升高而增加，这将减缓或逆转再平衡摄取，在大气中留下更多的二氧化碳，进一步使气候变​​暖，等等，在积极的反馈中。

LIA与新世界的欧洲殖民开始相对应。 欧洲的疾病严重破坏了美洲的人口 一个理论 认为这导致了本土农业的减少，反过来又让森林重新生长并吸收了大量的二氧化碳？来自大气层。这被认为是人类对地球影响的第一个地质可识别特征，也是人类世时代的开始。

但事实真的是这样吗？我们的研究表明不是，因为虽然我们可以相对确定 LIA 中 CO 的变化？水平是由于陆地植物行为的差异造成的，我们的结果表明，这种变化是对气候变化的反应，而不是人类驱动的植被覆盖变化。

寻找线索

我们怎么知道？我们知道这个过程涉及陆地植物，因为 LIA 期间大气中的二氧化碳含量甚至更低？含有碳12同位素，这是光合作用植物所青睐的。

但我们如何知道这些变化是由于植被覆盖的变化还是气候反馈造成的。为了回答这个问题，我们研究了另一种气体，即硫化羰 (COS)，它也与二氧化碳一起被困在气泡中。该分子的结构与CO 2 几乎相同，只是其中一个氧原子被硫取代。

这个距离足以欺骗植物，植物在光合作用过程中吸收它。但与 CO2 不同的是，COS 在植物材料分解时不会释放，因此光合作用的增加会导致大气 COS 的减少。

这意味着“早期人类世”的假设有一个可测试的结果：它应该导致冰芯内COS浓度的显着降低。 但是，当我们查看冰芯记录时发现有一个增加。 这表明在LIA期间光合作用实际上减少了，而不是如我们预期的那样增加，如果差异是由于森林再生造成的话。

这意味着大气中二氧化碳含量的下降？ LIA 期间的变化更有可能是对骤降温度的直接反应。 LIA 的凉爽气候减少了光合作用，但也减慢了植物的呼吸和分解，其净效应是更多的二氧化碳？在寒冷时期被陆地生物圈吸收。

未来呢？

不利的一面是，当气温升高时，情况可能会发生相反的情况，就像现在一样。气温上升可能意味着更多的二氧化碳？从陆地生物圈中释放出来。虽然随着地球变暖，植物的光合作用继续增加，但我们的研究结果表明，植物的分解会进一步增加，这意味着土壤中残留的碳更少。

这是关键的，因为正如我们所知道的，人类已经开启了新的碳源：先前被锁在地下的化石燃料。 我们正在迅速将大量储存的碳排放到大气中，而陆地和海洋只消除了我们增加的一半。

我们的发现表明，温度每升高一度，大气中的二氧化碳就会增加约百万分之二十。这大约是气候模型预期的中间值。这意味着，如果我们想将全球变暖控制在20以内？工业化前的平均气温，与 巴黎气候协议，我们需要考虑这个正反馈循环，这意味着温度上升得越多，额外的二氧化碳就越多？将从世界的风景中释放出来。

作者简介

Peter Rayner，教授研究员， 墨尔本大学

Cathy Trudinger，高级研究科学家， CSIRO

首席研究科学家David Etheridge， CSIRO,

毛罗·鲁比诺，， 那不勒斯第二大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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