norilsk

有史以来对俄罗斯北极地区诺里尔斯克树木年轮的最大规模研究表明，该地区及周边地区的工业污染的直接和间接影响远比人们想象的要严重得多。由剑桥大学领导的研究团队结合对活树和枯树的年轮宽度和木材化学测量结果以及土壤特性和计算机建模，表明数十年来镍和铜矿开采造成的破坏不仅影响了当地环境，也影响了全球碳循环。研究结果发表在《生态学快报》杂志上。

预计全球变暖将提高北方树木的生长速度，但研究人员发现，随着污染水平达到峰值，西伯利亚北部树木的生长速度减慢。研究人员使用了基于过程的北方树木生长的正向模型，在有或没有地表辐照度的情况下作为污染物的替代物，表明自20世纪70年代以来北极变暗已经大大减少了树木的生长。北极变暗是由于污染、尘土或火山喷发引起的地球大气中颗粒物增多所致的一种现象，这种现象会部分遮挡阳光，减慢蒸发过程并干扰水文循环。研究发现，大气中的污染水平降低了树木通过光合作用将阳光转化为能量的能力，因此它们无法像污染程度较低的地区那样迅速或强壮地生长。

西伯利亚北部的诺里尔斯克（Norilsk）是世界上最北端的城市，人口超过10万人，也是地球上污染最严重的地区之一。自1930年代以来，对该地区大量镍、铜和钯矿床的密集开采，加之环境法规的缺失，导致了严重的污染。2020年5月发生的大规模漏油事件加剧了该地区对环境的破坏。自20世纪60年代以来，诺里尔斯克工业园区产生的大量废气排放不仅直接破坏了约24,000平方公里的北方森林，而且许多高纬度地区的幸存树木也受到影响。高污染导致树木生长速度下降，进而影响到可在北方森林封存的碳储量。

北方森林是地球上最大的陆地生物群落，其破坏程度可以从诺里尔斯克附近树木的年轮中看出，那里死去的树木已经蔓延到100公里。尽管污染与森林 健康 之间的联系是众所周知的，但它无法解释树木年轮研究中的“分歧问题”，即上世纪70年代以来树木年轮宽度与气温上升之间的不关联。研究人员利用有史以来规模最大的活树和枯树的年轮数据来重建诺里尔斯克森林顶梢枯死的 历史 和强度，展示了矿山和冶炼厂排放到大气中的废气量如何造成北部森林枯死，为解释分歧问题提供了新的证据。利用存储在成千上万棵树上的信息，可以看到诺里尔斯克在过去的九十年中遭受环境灾难的后果。尽管在欧洲大部分地区已经成功解决了硫排放和森林枯死的问题，但对于西伯利亚而言，由于缺乏长期的监测数据尚无法评估其影响。

研究人员采用年度分辨率和年轮宽度测量值的扩展，以及新的高分辨率木材和土壤化学测量值，使研究人员能够量化对诺里尔斯克生态系统造成的破坏程度。由于污染水平的提高，诺里尔斯克附近的树木在20世纪60年代开始大量死亡，达到峰值。由于北极的大气污染是由大规模的环流模式造成的，因此研究范围远远超出了诺里尔斯克工业污染的直接影响，并且发现北部高纬度地区的树木也受到了影响。工业污染的影响范围如此广泛令人惊讶！鉴于北方森林的生态重要性，北高纬度地区的污染水平可能对全球碳循环产生巨大影响！

参考文献：Ecological and conceptual consequences of Arctic pollution，2020，Ecology Letters ，doi：abs/10.1111/ele.13611。

责编：朱张航宇