“绿色革命”密集的农作方式正在越来越快地改变着全球碳源汇分布。从1961年到2010年，主要农作物种植面积增长了20%，而作物总产量增至3倍（图3-11）。“绿色革命”的人为管理措施——使用高产品种、扩大灌溉面积和增加化肥、农药和杀虫剂用量等，不仅提高了作物产量，增加了还田的生物量和碳汇，也延长了作物生长期和腐烂时间，增加了大气CO2浓度的季节变化幅度。

图3-11 1961—2010年全球人口（a），农田面积（b）和作物产量（c）变化，小图显示3个时间段的作物GPP的季节变化

       在中国东北、华北、华东、华中和华南农业区，中欧、西欧以及美国中部大平原农业带，NPP增加速率最高（图3-12），达到0.12~0.18 g C/m2/yr，这些地区也是夏末秋初碳吸收最明显的地区，与全球大气CO2浓度空间分布和碳源汇同化分析结果一致。与之相对，中亚、南亚、东南亚、非洲和南美洲的农作物NPP增加则较小，主要是由于这些地区的经济和农业不够发达，投入不足。

（a）

（b）

图3-12 1961—2010年全球植被NPP变化趋势（a）和农田比例分布（b）

        采用夏威夷Mauna Loa观测站自1958年开始的长期历史观测记录，并结合联合国粮农组织（FAO）的国别统计数据、气候数据和一些站点的大气CO2数据，跟踪季节峰值和谷值，清晰地显示了大气CO2浓度总体呈上升的趋势。在1961年到2010年之间，大气CO₂浓度季节波动变得更加剧烈，在北半球，冬天的CO2浓度通常比夏天高6 ppm左右（图3-13）。

图3-13 1960—2010年夏威夷Mauna Loa观测站记录的去趋势后的CO2浓度季节变化

       过去50年来，大气CO2浓度的季节波动升高了约15%，平均季节性波动以每年0.3%的速率增加。应用VEGAS陆地碳循环模型研究发现，在20世纪和21世纪期间，农业活动强度变化对大气CO2浓度和碳源汇造成了明显的影响。把绿色革命因素纳入模型后，模拟结果大致符合Mauna Loa观测站记录的真实数据峰值和谷值。同时，用模型估计了全球作物产量，结果略低于FAO的统计，进一步表明了农业绿色革命在全球碳循环中扮演着重要作用，是加剧CO2季节性循环波动的重要原因之一。