歷時37年的土壤升溫實驗揭示：曾被認為"永久性"的土壤碳正在釋放

在美國馬薩諸塞州的森林深處，一項持續近40年的土壤升溫實驗正在揭示一個出乎意料的發現。科學家們曾經認為森林土壤中長期"穩定"的碳儲存實際上遠沒有想象中那么持久。隨著溫度上升，即使是這些頑固的碳儲備也會分解并將二氧化碳釋放到大氣中。

海洋生物實驗室的杰出科學家杰里·梅利洛解釋說:"微生物是土壤生態系統的關鍵組成部分，因為它們分解有機物并循環利用植物生長所必需的元素。隨著氣候變暖重塑這些微生物群落，可能會加速土壤中碳的流失。"

在馬薩諸塞州中部的哈佛森林深處，研究人員已經進行了長達37年的可控升溫實驗。埋在地下的電纜使部分土壤在每個季節都保持比自然條件高5攝氏度，從冰凍的冬季到潮濕的夏季。當這項研究在20世紀80年代末開始時，這一溫度增幅反映了當時氣候預測的上限。而今天，這一增幅似乎已不再極端。自工業革命以來，全球氣溫已經上升了約1.1至1.4攝氏度，未來的升溫幅度將在很大程度上取決于溫室氣體排放減少的速度。梅利洛表示:"如果我們大幅削減化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放，或者減少森林砍伐，預計的溫度增幅就會更低。"

全球土壤中儲存的碳比大氣和所有植物生命加起來的碳還要多，這使其成為氣候系統的關鍵組成部分。科學家們長期以來一直認為，這些碳中有一部分實際上已被鎖定數百年之久。而新的研究發現挑戰了這一假設。經過數十年的升溫后，研究人員觀察到這些所謂的抗性土壤有機質形式正在開始分解。這種變化并非立即出現，而是緩慢顯現，這凸顯了長期實驗的重要性，這類實驗能夠捕捉到以數十年而非數年為尺度展開的變化。

隨著這些物質的分解，它們會向大氣中釋放額外的二氧化碳。這一過程可能會強化地球氣候系統中的一個反饋循環:溫度上升導致土壤釋放更多碳，而這反過來又推動進一步的氣候變暖。將這些研究結果納入氣候模型可能會改善對未來氣候變化的預測。

這項研究由Atzín X. San Román、Serita D. Frey、Melissa A. Knorr、Huan Tong、Jerry M. Melillo和Myrna J. Simpson共同完成，研究論文于2026年4月7日發表在《整體環境科學》期刊上。