气候变暖加速土壤中碳的流失

康奈尔大学、俄亥俄州立大学、慕尼黑工业大学和康涅狄格农业试验站的研究人员正在利用同步辐射光来研究水分如何影响土壤碳，而土壤碳是作物健康生长和

肥沃田地的重要成分。

康涅狄格州农业试验站助理科学家Itamar Shabtai说：“由于气候变化，地球将变得更加温暖，潮湿事件也将更加剧烈。因此，环境和土壤可能会变得更干燥或更潮湿，这取决于它们所处的位置。”

图源：绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

Shabtai指出，虽然人们对极端天气的影响有所了解，但湿度对土壤有机碳的影响仍不清楚。在发表于《Geochimica et Cosmochimica Acta》的一篇论文中，Shabtai 和他的团队对湿度的影响进行了研究，发现潮湿土壤中的微生物比干燥土壤中的微生物更能处理有机输入物和储存土壤有机碳。

了解微生物和水分对土壤碳的影响有助于遏制温室气体排放。

研究小组希望他们的发现能对土壤管理实践产生影响，帮助减轻气候变化的影响，并改善对不易管理的较干旱土壤中碳的预测。

Shabtai说：“我们能够了解到，在潮湿的土壤中，有更多的碳具有微生物的光谱特征，而在较干燥的土壤中，有更多的碳看起来像是直接来自植物碳，如果没有同步加速器技术，这几乎是不可能做到的。”

以下为一具体实例：

达特茅斯学院（Dartmouth College）的一项研究发现，北极地区更温暖、更潮湿的气候条件正在加速冻原和永久冻土土壤中储存的碳的流失，从而形成一种潜在的正反馈，进一步提高全球气温。

数千年来，北极的草、灌木和其他植物将碳从大气中带走并储存在苔原土壤中，微生物在土壤中以分解的有机物为食。现在，灌木的扩张正在改变苔原的地貌，但人们对灌木扩张对高纬度土壤中储存的碳的影响却知之甚少。北极土壤中的碳含量占全球土壤碳含量的一半，是整个大气碳含量的两倍多。土壤碳分解对温度敏感，是温室气体的潜在重要来源，通过分解有机物释放温室气体，可能对全球气候变化产生正反馈。这种土壤碳反馈可以将北极苔原从碳汇转变为碳源。

为了了解决定土壤碳命运的复杂关系，达特茅斯大学的研究人员从格陵兰岛西部的灌木和草地植被中采集了土壤，并在实验室中进行了对照实验。他们测量了两种植被类型的矿质土壤在五种温度和两种湿度条件下的二氧化碳排放量。他们发现，与灌木土壤相比，草地土壤的碳储存量更大，分解造成的碳损失也更大，分解对温度的敏感性也更高。研究结果表明，随着气温的升高和土壤湿度的增加，苔原（尤其是草地）的土壤呼吸作用和有机碳分解将加剧，导致向大气排放的二氧化碳增加。

https://phys.org/news/2016-03-climate-carbon-loss-arctic-soils.html

https://phys.org/news/2022-06-carbon-soil-climate.html

文/Maggie 审/Richard