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文|避寒 編輯|避涵
一個研究了大半輩子外星大氣的人,突然把目光投向了中國西北的黃沙。
他發現,塔克拉瑪干沙漠邊緣那些種了幾十年的樹,它們在大口大口地吞噬二氧化碳。沙漠,居然成了碳匯。
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"死亡之海"的賬本上,突然多了一筆進項
搞碳循環研究的人,腦子里有一張默認的地圖。
熱帶雨林是大戶,海洋是主力,溫帶森林算個中等選手。至于沙漠?不好意思,那是"零"。
不光是零,有些研究還認為它是負數——氣溫一升高,沙層里的空氣膨脹,把裹在沙粒間的二氧化碳給擠出來,等于在往大氣里"吐氣"。
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所以你翻遍過去二十年的碳循環文獻,幾乎沒人把沙漠當成一個值得認真討論的碳匯對象。
但2025年初,《美國國家科學院院刊》上登了一篇論文,通訊作者是加州理工學院的翁玉林。
結論非常干脆:塔克拉瑪干沙漠邊緣的植被,吸收的二氧化碳已經超過了整片沙漠釋放的量。換句話說,這片被叫了上千年"死亡之海"的地方,在碳收支的賬本上,翻了。
從凈排放,變成了凈吸收。
這事為什么值得單獨拿出來說?因為塔克拉瑪干不是什么"半干旱草原"或者"荒漠邊緣的灌木帶"。
它是真正的、硬核的、極端干旱沙漠。年降水量低到幾乎可以忽略不計,流動沙丘蓋住了絕大部分地表,連最頑強的植物都很難在腹地扎根。
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這種地方,居然在吸碳。
而且不是偶爾吸一口,研究團隊追蹤了二十多年的數據,發現了一個很有意思的節奏——每年夏天,碳吸收量明顯上升;到了冬天,幾乎停滯甚至微微排放。
就像沙漠在做一種季節性的"深呼吸":夏天猛吸,冬天歇著。
這不是沙子本身在干活,是沙漠邊緣那些樹在干活。
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他花了半輩子看別的星球,最后回頭看了一眼中國的沙漠
翁玉林這個人,在行星科學圈子里名氣不小,但在國內公眾視野里幾乎沒什么存在感。
他1946年出生在浙江溫州,七歲的時候跟著家人去了香港,后來到美國讀書。在加州大學伯克利拿了工程物理的本科學位,又去哈佛拿了物理學博士。
1977年進了加州理工的地質與行星科學系,一待就是幾十年。
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他干的事,離普通人的生活非常遠。
伽利略號去木星,他參與了;卡西尼-惠更斯號去土星和土衛六,他也參與了;NASA的地球觀測系統,他還是參與了。
2004年他拿了NASA杰出科學成就獎章,2015年又拿了行星科學領域的柯伊伯獎——那是這個領域最重要的榮譽之一。
簡單說,這是一個一輩子都在琢磨"別的星球上空氣是怎么流動的"的人。
那他怎么突然去關心塔克拉瑪干了?
這就是他的研究方法帶來的"副產品"。你想,他常年用衛星數據去分析整顆行星的大氣變化,分析木星上的氣體怎么對流、火星上的二氧化碳怎么凍結又升華。
這套工具和思路,天然適合做一件事——從太空往下看地球,追蹤大面積區域的碳通量變化。
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他的團隊這次沒有跑到塔克拉瑪干去挖沙采樣,他們用的是衛星遙感數據、地面觀測站的記錄,以及美國國家海洋和大氣管理局的碳追蹤系統,覆蓋時間跨度超過二十年。
這種研究方式,在傳統的生態學圈子里并不常見。生態學家習慣的是扎到某一片林子里、某一塊樣方上,做精細的通量測定。但翁玉林團隊的視角是"鳥瞰"——跟看別的星球一樣看地球。
恰恰是這種"外星人視角",讓他們注意到了一個別人忽略的信號:塔克拉瑪干沙漠邊緣的碳吸收量,在過去這些年里穩步增長,而且增長的時間節點和空間分布,跟一項工程高度吻合。
什么工程?三北防護林。
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四十六年種下的樹,干了一件誰也沒規劃過的事
1978年,三北防護林工程啟動的時候,目標就是擋風沙、護農田、保城鎮。
那個年代,北方沙塵暴猛烈,農田被沙子一點點蠶食,好多地方連出門都困難。種樹的目的就是建一道墻,把沙子擋住。沒人想過什么碳匯、碳中和,那時候這些概念還沒有進入大眾視野。
但樹種下了,就開始按照自己的邏輯運轉。
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光合作用不管你是為了擋風還是為了好看,只要有葉子、有陽光、有水,它就吸碳。這是植物幾十億年前就學會的本事,不需要人類批準。
四十多年下來,圍著塔克拉瑪干沙漠的綠色防護帶慢慢成型。到2024年11月28日,在新疆于田縣,最后一段空白被栽上了胡楊、梭梭和紅柳,全長3046公里的綠色屏障完成了合龍。
3046公里,你繞著沙漠走一整圈的距離。
我跟你說一個對比。
1978年新疆的森林覆蓋率大約只有百分之一,到現在,提升到了百分之五以上。這個數字看著不大,但你想想基數——新疆的面積擺在那兒,百分之一到百分之五,意味著大片荒地上長出了實實在在的林子和灌木。
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過去三十年,新疆的人工綠洲面積從不到七萬平方公里增長到了約十萬平方公里。
這些變化發生得太慢了,慢到一年兩年你根本感覺不到,但衛星不會騙人。二十多年的遙感影像疊在一起,趨勢清清楚楚,綠色在擴展,碳吸收在增加。
翁玉林團隊的貢獻在于,他們第一次用嚴謹的數據和建模,把這個"感覺好像在變綠"的印象,變成了一個可以量化的科學結論。
而且他們指出了一個很關鍵的區分——之前有些研究也說過塔克拉瑪干可能是碳匯,但那些研究關注的是沙粒本身對二氧化碳的物理吸附。那種機制不靠譜,溫度一升高就反過來排碳。
翁玉林團隊看到的不是沙子在吸碳,是人種的樹在吸碳。
這是兩條完全不同的路,一條不可控,一條可復制。
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最妙的是,現在的造林還只在沙漠邊緣,腹地根本沒動,就已經把整片沙漠的碳收支給扳過來了。
這就好比你只在一個游泳池的邊上倒了點墨水,結果整池水的顏色都變了——邊緣植被的碳匯能力,強到足以覆蓋中心區域的碳排放。
這個結果超出了很多人的預期。
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問題不是"沙漠能不能固碳",而是你問的是沙子還是樹
我覺得翁玉林這項研究最有趣的地方,不在于它給出了什么結論,而在于它揭示了一個思維盲區。
過去學術界討論"沙漠與碳循環"的時候,目光幾乎全部鎖定在沙漠本身——沙粒的化學成分、沙層的溫度變化、地下水中的碳酸鹽含量。
這些研究當然有價值,但它們都在回答同一個問題:沙漠的自然狀態下,碳怎么流動?
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翁玉林團隊換了一個問題:人改變了沙漠邊緣的植被之后,碳怎么流動?
問題一換,答案就完全不同了。
自然狀態下的塔克拉瑪干,確實不是什么碳匯。但人在它周圍種了四十多年的樹之后,這片區域的碳收支性質變了。不是沙子變了,是沙子旁邊的東西變了。
這個邏輯其實放到更大的范圍來看,非常有啟發性。全球的干旱和半干旱區域加起來面積相當大,以前在碳循環的討論里基本被當作"死地"處理。
但如果在其中一些區域的邊緣做植被恢復,能不能復制塔克拉瑪干的效果?
翁玉林本人在接受采訪時說得很謹慎。他說三北防護林在減緩荒漠化方面的長期效果還需要更多觀察,但它作為碳匯的角色,可能為其他沙漠地區提供一個可以參考的模式。
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我想額外說一句,這項研究之所以有分量,跟翁玉林的身份也有關系。他不是生態學家,不是林業專家,他是一個行星科學家。
一個平時研究木星和土星大氣的人,用他自己那套工具來看地球上的沙漠,反而看到了本領域的人沒注意到的東西。
這不是跨界的偶然,這是方法論的勝利。
當你習慣從太空尺度觀察一顆行星的大氣層變化時,地球上一片沙漠邊緣的碳通量波動,對你來說不過是換了一個觀測對象。視角不同,盲區就不同。
有時候最大的發現,不是來自更精密的儀器,而是來自一個站在不同位置的人。
參考資料: 中國政府網:《為全球治理貢獻中國力量——我國推進荒漠化防治及"三北"等重點生態工程建設成效綜述》(2024年12月1日,新華社電) 新華網:《塔克拉瑪干的奇跡:綠鎖流沙》(2024年12月30日) 觀察者網(轉引自Live Science報道):《中國在塔克拉瑪干沙漠種植了大量樹木后,將這片"生物真空地帶"變成了碳匯》(翁玉林團隊PNAS論文相關報道)
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