二氧化碳和气候raybet雷竞技最新

两者之间的相关性大流行大气中二氧化碳浓度的下降是有暗示意义的，但它们之间有什么联系呢?鼠疫和其他疾病是如何导致二氧化碳含量下降的呢?这些问题的部分答案来自第13章总结的历史记录。这些记录记录了在所有三次大流行病期间和之后大规模遗弃农场和村庄的情况。在欧洲瘟疫之后，废弃的农场被描述为已经变成了废物或废墟。这些话会让人想起微风中摇曳的大门，房屋和谷仓上下垂和倒塌的屋顶，以及蔓生的藤蔓爬上并勒死腐烂的栅栏。但大自然的作用远不止这些。大自然正忙着把牧场和农田重新变成森林，而且速度非常快。

十多年前，我们买下了现在住的房子。以前的主人在我们房子所在的草地的下部开了一个小的圣诞树农场。他通过“割草”的方法把大部分草地保持得很整齐，这种方法比割干草要粗糙得多。拖拉机的驱动旋转着一个钝刃，用蛮力击倒草地，以及任何发芽的东西(小树苗、灌木等)。从我们买下那块地到开始盖房子，已经过去了两个夏天，在这么短的时间里，草地开始被森林侵占。年轻的雪松树沿着草地的边缘发芽，附近树林里的成熟树木掉下了浆果。通过根系繁殖和豆荚传播种子的结合，刺槐树苗在草地上发芽。一些已经被砍伐但没有被砍伐的灌木和雪松也开始到处生长。这片草地上没有篱笆，否则鸟儿就会把种子撒在现成的东西里，在下面的地上长出一排排的树来肥料胶囊。对我这样一个生活在郊区的人来说，树木的迅速生长是令人惊讶的。这让我意识到维护一片草地需要付出多少努力。你可以把牲畜放出去吃入侵的植物，但只有山羊会吃眼前的一切。在只有牛或马的田地里，需要额外的砍伐来抵御树木和灌木的入侵。

在弗吉尼亚，雪松和蝗虫是草原入侵者。在北面的纽约，枫树是入侵者。在新英格兰北部，它是桦树．看着新英格兰地区被遗弃的农场遗迹，

罗伯特·弗罗斯特(Robert Frost)也可能写过“有某种东西不喜欢草地”。在所有天然森林地区，森林可以以惊人的速度重新占据废弃的牧场或耕地。

历史表明，欧洲的许多农场在大瘟疫之后几十年甚至一两个世纪都没有被重新占领。重新占领的时间长短部分取决于鼠疫是否再次爆发，从而使人口保持在低水平，人们远离可用土地。在没有人类的情况下，植被开始重新占领农场，随着它的生长，它从大气中吸收二氧化碳。根据实地证据和模型，生态学家发现，废弃的牧场和农田在50年内就能恢复到完整森林的典型碳(生物量)水平。起初，入侵者是争夺阳光和土壤的灌木和树苗。随着时间的推移，一些树木开始超越其他树木，灌木丛变得稀疏一些。50年后，相当大的树木就存在了，不是有成熟树木的老林，而是就根、树干和树枝储存的碳量而言的完整森林。从二氧化碳从大气中被清除的角度来看，就好像土地在短短50年内完全恢复了森林。

因此，这里有一种可能的机制，可以在几十年内将二氧化碳从大气中去除:由于大流行病造成的死亡而广泛重新造林。想象一下下面的场景。在瘟疫爆发前的几年里，逐渐的森林砍伐以8000年前到工业时代之间的典型速度缓慢地从土地中去除碳。因此，大气中的二氧化碳含量一直在缓慢上升。接着，一场流行病爆发，在接下来的50年里，造成了大规模的人类死亡、广泛的农场废弃、森林再生和大气中的二氧化碳排放。植树造林过程中二氧化碳的去除速度远远高于森林砍伐过程中二氧化碳的逐渐增加速度，在鼠疫爆发后约50年，二氧化碳浓度已降至最低值。

在这一点上，有几种可能的情况。如果大流行病结束，人们将很快开始重新占用农田，砍伐新生长的森林，并将农田恢复为农业用途。在此过程中，碳将返回到大气中，二氧化碳水平将迅速上升到瘟疫前的趋势。但是，如果鼠疫在首次爆发后每十年爆发一次，那么在农场开始重新占用之前可能需要一个多世纪。

历史表明，重大流行病的模式各不相同。公元540-542年的查士丁尼大瘟疫是之前几个世纪不断加剧的流行病的高潮，随后是一个多世纪不那么严重的疫情爆发。欧洲大部分地区的人口直到公元1000年左右中世纪开始才完全恢复，这是几个世纪之后的事了。相比之下，黑死病在1347年至1352年毫无征兆地袭击了欧洲，随后又爆发了几次疫情，但到1500年，欧洲大部分地区的人口数量不知怎的反弹到了以前的水平。1500年之后的美洲大流行并没有真正结束:当欧洲人在18世纪中后期开始大规模定居时，土著人口甚至还没有开始恢复。

罗马时代和黑死病大流行让我感到好奇的一个方面仍然无法解释。在鼠疫肆虐欧洲的几个世纪里，中国的人口数量先是下降，然后又以几乎相同的模式回升(见图13.1)。由于中国和欧洲大部分地区在这段时间内进行了大量的人口普查，这种人口变化的惊人相似性很难被否认为某种历史不准确的人为因素。然而，大多数关于疾病历史的原始资料都没有提到鼠疫在这段时间内发生在中国，或者伊朗东部的任何地方。

无论如何，我在评估罗马和中世纪时期植树造林对大气中二氧化碳的影响时忽略了中国。大量的轶事历史证据表明，大约3000年前，中国所有的可耕地都被砍伐了，至少在人口稠密的中北部地区是这样。到那时，中国的人口密度已经超过了1089年导致英国几乎全部森林被砍伐的11人/km2(末日调查)。我的理由是，在中国，大量过剩的人口会占据罗马和中世纪时期人口下降期间遗弃的所有农田，因此，尽管当时死亡率很高，但重新造林的工作量将是最小的。

这使得欧洲和其他环地中海地区成为前两次大流行期间可能重新造林的地区，而美洲则是第三次大流行期间可能重新造林的地区。为了估计被遗弃的农田数量，我再次转向了人均森林足迹的概念(第9章)，但这次是在相反的意义上使用它——量化农场遗弃。由于每个石器时代或铁器时代的人大约占用0.03-0.09平方公里的土地，我假设每个死于瘟疫的人也会留下这么多土地。50年后，这些农场上的森林重新生长，从大气中吸收的碳将与早期森林砍伐所吸收的一样多。从大气中吸收的碳总量计算如下:

(死亡人数)(农田被遗弃(每平方公里C

按疾病分类)人均)重新造林)

生长中的树木所吸收的碳并不完全来自大气。在几年内，大气不断地与海洋表层和世界上所有的植物物质(包括陆地和海洋)交换碳，所以这些其他储层也会为重新造林贡献它们的碳份额。这些贡献减少了从大气中需要的二氧化碳量。考虑到所有这些因素，我发现每次大流行后重新造林的规模都足以解释观测到的二氧化碳减少4 - 10ppm。

我还想到，大流行病可以通过减缓全球平均森林砍伐速度来降低大气中二氧化碳的浓度。尽管数千年来森林砍伐不断向大气中添加二氧化碳，但它也不断被海洋吸收。将二氧化碳转移到深海的过程比大流行病引起的森林砍伐速度的变化要慢得多。如果一场大流行突然降低了二氧化碳的输入速度，但向海洋的转移速度只减缓了一点点，那么大气中二氧化碳的总量就必须下降。

重大流行病很可能使受影响地区的森林砍伐完全停止，因为历史证据表明，这些地区实际上反而进行了重新造林。受灾地区突然停止砍伐森林，将压倒世界上未受这一流行病影响的部分地区仍在缓慢、稳定地砍伐森林。因此，全球平均森林砍伐率将会下降，大气中的二氧化碳浓度也会随之下降。

人类还可能以第三种方式导致二氧化碳的下降。在中国中北部，2000多年前发生过森林砍伐，大多数人被认为是烧煤取暖和做饭。在罗马和中世纪时期，大量的死亡率降低了煤炭燃烧所产生的二氧化碳排放量，其数量与这些地区的人口损失大致成正比。所有这些因素——重新造林、减少森林砍伐和减少煤炭燃烧——都可以降低大气中的二氧化碳浓度。如果自然(太阳-火山)变化不能提供解释，那么人类一定是一个重要因素。

这些结果的一个暗示是，在过去2000年里，由大流行病引起的二氧化碳变化可能在气候变化中发挥了重要作用。如果气候系统raybet雷竞技最新对二氧化碳加倍的敏感性为2.5°C，大流行导致的二氧化碳水平减少百万分之4至10ppm将使全球气候降温0.04至0.1°C。这种降温将代表在较冷的罗马时代(200-600年)、较暖的中世纪时代(900-1200年)和较冷的小冰期(1300-1900年)之间观测到的温度变化的一个重要部分(见图12.3)。这些都不能排除太阳火山因素在温度变化中的作用，但大流行的观点确实在不违背重建的情况下成功地解释了二氧化碳减少的规模温度降低而自然的太阳-火山过程没有通过测试。

本书第三部分的结论是，一个小的冰川期应该在几千年前就开始了，但由于人类排放的二氧化碳和甲烷缓慢增加导致的变暖而得以避免。至于二氧化碳，到中世纪，人类活动造成的总异常量已增长到百万分之40。然后，在中世纪，大流行病(可能是由太阳火山活动帮助的)

14.1.如今，巴芬岛的小冰盖正在迅速融化，周围环绕着一圈死地衣，这些地衣在20世纪前被全年积雪覆盖。

变化)导致二氧化碳浓度下降了百万分之十。实际上，大流行病消除了人类制造的温室“防御”的很大一部分，这些“防御”一直在阻止新的冰川作用。二氧化碳的突然下降使气候系统更接近早该发生的冰川作用。raybet雷竞技最新

在巴芬岛可以找到加拿大东北部在几百年前是如何被冰川覆盖的迹象。正如第九章所指出的，在那里，今天有几个小的冰盖栖息在高原地形上。环绕着这些冰盖的是一大片死地衣的光晕(图14.1)。这些地衣光晕是冰河时代的幽灵遗迹，几乎是在中世纪开始的。

地衣是生长在树木和岩石表面的薄的绿灰色斑点。像其他植物一样，地衣需要阳光、二氧化碳和营养物质来进行光合作用并允许生长。太阳提供了所需的光，二氧化碳也很容易从空气中获得。但与其他大多数人不同植被的形态在美国，地衣从一种不寻常的来源获取营养:它们生长的看似不适合居住的表面。地衣攻击岩石并将其分解成矿物质和元素，然后将其作为营养物质。北极地衣也很适应极端寒冷因为冬天的夜晚通常是零下几十度。因此，极寒无法杀死高北极地区的物种。

然而，确实有什么东西杀死了这些地衣区域，并产生了那些幽灵般的光晕。唯一合理的解释似乎是，地衣没有得到阳光，而切断阳光的最好方法是将它们埋在厚厚的积雪下，这些积雪在冬天得到补充，在夏天永远不会完全融化。因此，死地衣光晕被认为是巴芬岛大面积高地被永久积雪覆盖时期的遗迹。

今天，生活在这些高原峰顶上的是过去100年里生长出来的年轻地衣。这些新的地衣生长的时间间隔与小冰期结束以来的最近变暖相对应。综合来看，这些证据表明:地衣曾经生长在现在只有日晕存在的地区，然后它们被永久积雪的积累杀死，再后来，大约100年前，积雪开始融化，新的地衣开始生长。几十年前，这一证据使科学家得出结论:杀死早期地衣的永久雪地扩张发生在小冰期。

当永久雪原年复一年持续下雪时，由于覆盖积雪的压力和其他过程，它逐渐变成粒状雪(firn)，然后变成冰。起初，雪、冷杉和冰只是在原地堆积而不移动。只有当冰的厚度达到几十米时，它才开始流动，这时它才能被称为冰川。据我们所知，小冰期巴芬岛顶部的雪原(或冰原)从未厚到足以流动，所以严格来说，它们不是冰川，这也不是冰川作用的开始。但它们显然是朝着这个方向迈出的重要一步。

在同样的意义上，小冰期并不是真正的冰河期，只是一段气候略冷的时期。raybet雷竞技最新尽管如此，在加拿大东北部的一个地区，在几个世纪里，朝着真正的冰河期迈出了一小步。我的结论是，迈向冰期的这一小步，部分原因是1500年后美国大流行导致大气中二氧化碳值下降，再加上太阳-火山的自然变化(图14.2)。如果如此小的二氧化碳下降(百万分之10)有助于使该地区如此接近冰川状态，那么如果人类从大气中去除剩余的二氧化碳异常和甲烷异常，加拿大东北部的更大一部分地区可能已经被冰川覆盖。

大流行/二氧化碳/气候之间的联系还raybet雷竞技最新有其他影响。正如在第13章中提到的，一些气候科学家和历史学家假设间歇性raybet雷竞技最新的寒冷气候会产生饥荒导致人口减少，至少在极北的高度脆弱地区。在寒冷潮湿的天气里，庄稼在潮湿的田地里冻结或腐烂，人们挨饿。在因饥饿而虚弱的人群中，寒冷也被认为是疾病和死亡的原因。

最近，过去2000年里人类人口和气候之间的联系被以一种更具挑衅性的方式解读。raybet雷竞技最新根据观察，全球人口往往在气候变暖时增加，在气候变冷时减少，得出的结论是，温暖的气候raybet雷竞技最新

14.2.大流行病导致的二氧化碳下降可能使加拿大东北部部分地区达到了重新冰川期所需的阈值。

年前

14.2.大流行病导致的二氧化碳下降可能使加拿大东北部部分地区达到了重新冰川期所需的阈值。

总的来说一定是对人类有益的，而寒冷的气候一定是有害的。raybet雷竞技最新这个结论已经被注入到全球变暖的辩论中:未来任何温室效应的变暖对人类来说都一定是件好事。

但在全球范围内，气候和人口之间的这种联系真的有意义吗?raybet雷竞技最新历史学家普遍反对这种形式的“环境决定论”——认为气候是人类人口的主要控制因素。raybet雷竞技最新他们的批评之一是，即使是小冰期最极端的几十年，人们认为冬天的温度也不超过1-2摄氏度，而在夏季生长季节，温度只下降了零点几度。第二个问题是，这种规模的气温下降只发生在极北和高海拔地区，而亚热带和热带地区热带而低海拔地区的降温程度更低。

很少有人真正生活在高海拔和高纬度地区，因为在气候最好的时候，这些地方的农业是边缘化的。因此，这些地区的作物歉收和饥荒对大陆或全球范围的影响很小或没有影响。大多数人类生活在热带和亚热带的潮湿地区，这样的生活已经持续了几千年。对于那些纬度较暖的地区来说，如果能注意到零点几度的降温，那么气温的小幅下降可能是受欢迎的。世界上大部分人口似乎不会受到小冰期降温的任何重大影响。

尽管如此，数据(见图13.1)确实表明全球人口和气候之间存在某种相关性。raybet雷竞技最新即使“相关性不是因果关系”，这种明显的相关性也需要解释。我的发现提供了一个可能的答案:较冷的时间间隔和同时发生的人口损失都是对大流行的独立反应。流行病造成大规模人口损失的原因显而易见，但它们也会导致二氧化碳减少，导致气候变冷。raybet雷竞技最新简而言之，种群损失确实与寒冷间隔有关，但不是由寒冷间隔引起的。这里常见的原因是疾病。

大流行病和二氧化碳之间的联系也与工业时代早期估计碳排放量的研究有关。对土地利用变化引起的碳排放的重建可以追溯到公元1840年，而粗略的推断可以追溯到1800年左右。目前对18世纪末和19世纪初的趋势的解释是，土地清理在工业时代早期就开始增加，但还没有像1840年之后那样突然加速。

大流行/二氧化碳假设在这些重建中增加了一个需要考虑的新因素。当工业时代开始时，美国的大流行病仍然完全有效，因为土著居民从未从欧洲疾病造成的大量死亡中恢复过来。随着欧洲人开始定居，大片的森林被砍伐，通常从肥沃的河漫滩及其附近的最肥沃的底层土地开始。几乎所有这些地区都是曾经被印第安人开垦、密集占领和大量耕种的地区，但在被遗弃后又恢复了森林。这意味着，在18世纪和19世纪，美洲相当高的森林砍伐率和碳排放并不完全是原始森林砍伐的结果;其部分原因是森林的重新砍伐，这些森林最初在很久以前就被土著人民砍伐了，但后来随着数百万人的死亡，这些森林又重新长了出来。如果是这样的话，作为早期工业时代总额的一部分，一些清运实际上代表着从美国大流行的影响中复苏。

最后，本书第三和第四部分总结的结果使过去几千年的气候变化研究变得非常复杂。到目前为止，研究这些较早的时间间隔的主要原因之一是，在假定200年前开始的重大人类影响开始之前，确定气候系统的自然行为。raybet雷竞技最新我们的目标是精确地量化气候系统的自然行为，以便我们能够分离和阐明人类对地球的影响。raybet雷竞技最新但现在看来，在过去几千年的气候变化过程中，没有哪一部分是没有潜在的重大人类影响的。raybet雷竞技最新对最近几千年和几个世纪的研究仍然存在很好的理由，但现在更重要(也更困难)的任务可能是将人类对气候的影响与自然变化区分开来。raybet雷竞技最新

五个部分

控制人类

这一页故意留白

继续阅读:《从过去到遥远的未来

这篇文章有用吗?

0 0