署名:丹妮卡·伦巴多奇。

大气中二氧化碳的总量一直在稳步增加，这一明显趋势与人类活动和气候变化有关。更令人担忧但更神秘的是，每年大气中二氧化碳含量的最高值和最低值之间的差异也一直在增加。

这种不断扩大的差距二氧化碳高峰和低谷被认为是由气温上升和大气中更多的二氧化碳引起的，但科罗拉多州立大学领导的一项新研究发现，农业是季节性碳循环波动的主要原因。这一发现增加了对碳循环的科学理解，并有助于为气候变化缓解战略提供信息。

这项发现发表在《自然通讯》杂志上。

虽然气候和二氧化碳浓度确实会影响年度碳循环的高低，但研究发现，农业氮肥是波动的最大因素，这突显了人类行动和土地管理决策对地球系统过程的影响。

“这些发现很重要，因为我们低估了农业在碳循环流量中的作用，”首席作者、生态系统科学和可持续性助理教授丹妮卡·伦巴多奇说。“许多人认识到农业有助于缓解气候变化，但因为它没有在大多数地球系统模型中得到体现，所以它没有在气候变化预测中得到应有的考虑。”

Lombardozzi解释说，年度碳循环波动表明生物圈每年增长多少。当植物在春天生长时，它们从大气中吸收二氧化碳。在农作物收获后，其他植物在秋季进入休眠状态，大气中的二氧化碳增加。植物需要氮来吸收二氧化碳并生长。世界上大多数作物都施有氮，这是粮食生产所必需的，并导致从大气中吸收更多的碳来推动更大的增长。

研究发现，农业氮占年度碳循环波动增加的45%。大气中更多的二氧化碳和更高的气温分别贡献了40%和18%。

Lombardozzi说，由作物驱动的不断增加的波动不一定会影响碳储存，因为作物每年都被收获，它们吸收的碳又回到了大气中。然而，从长远来看，农业管理可以在土壤中储存更多的碳，这将有助于缓解气候变化。

“农业管理实践对塑造我们生活的世界非常重要，”合著者、密歇根大学大气科学家格雷琴·凯佩尔-阿列克斯说。“许多人认为气候变化已经产生了深远的影响负面影响通过野火、洪水或干旱影响他们的生活，我们可以利用这项研究表明农业管理对碳通量有深远影响的事实来思考我们如何利用农业管理。"

在新兴科学的指导下，许多农民正在采用统称为再生农业的做法来改善土壤健康和作物产量，同时也减轻气候变化.

地球系统模型必须包括农业

先前的研究表明，二氧化碳浓度高低的季节差异大气但忽视了农业的重要作用，因为过去版本的地球系统模型不包括农业过程。Lombardozzi和她的合著者使用了由国家大气研究中心与其他机构的研究人员合作开发的社区地球系统模型，来量化导致波动增加的来源，并发现农业氮是最重要的因素。

所有地球系统模型都很复杂，因为它们包含了全球大气、陆地和海洋过程，包括整个地球的化学、生物学和物理学。社区地球系统模式是独一无二的，因为它也包含了农业过程。

Lombardozzi说，地球系统模型必须代表农业，特别是农业氮，以准确评估碳循环，但目前大多数模型都没有。

“在地球系统模型中表现人类的决定真的很难，但我们需要解决它，”她说。