美国马里兰大学的一项研究表明，在过去的五十年中，大气CO2含量的季节性波动幅度不断增加，使得北半球生物圈活动增加。农业绿色革命导致的碳循环季节性波动增加，可能是导致这一现象的罪魁祸首。相关研究论文发表在《自然》杂志。

“绿色革命”是指20世纪60年代某些西方发达国家将高产谷物品种和农业技术推广到亚洲、非洲和南美洲的部分地区，促使其粮食增产的一项技术改革活动。“绿色革命”在很大程度上缓解甚至解决了发展中国家的粮食短缺问题，但“绿色革命”所导致的化肥、农药的大量使用和土壤退化等负面影响对发展中国家环境的破坏也日益突出。

研究指出，从1961年～2010年的五十年间，大气中CO2含量随季节波动的幅度增加了15%。而与之相对应的是全球人口也从原来的30亿增至70亿，翻了一倍多。

研究者采用了地球碳循环模型，其中包括高产量的栽培物，施肥和灌溉过程，结果发现长期的CO2季节性波动幅度的增加主要发生在两个区域：北纬25°和 60°之间的中纬度耕地区域，北纬50°和 70°之间的高纬度自然植被区。每年该波动的增幅为0.311%±0.027%，其中45%是因为土地利用的改变所导致的，29%是由于气候的变化和波动，26%是农业产率的增加。

大气中CO2含量呈现明显的季节性循环变化——春夏季节，植物生长需要吸收CO2，秋冬季节，植物释放CO2。全球碳循环是碳在大气、海洋及陆地生态系统3个主要储存库之间的流动，是生物圈发展的重要标志。大气中的CO2被陆地和海洋中的植物吸收，然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以CO2的形式返回大气中。这是自然界碳循环的基本过程。植物通过光合作用从大气中吸收碳的速率，与通过动植物的呼吸和微生物的分解作用将碳释放到大气中的速率大体相等，大气中CO2的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。 然而，人类的土地利用以及农业生产活动破坏了CO2 在大气和生物圈之间的有序循环。（作者：刘荣军)

参考文献：Nature 2014;515:394-397