历时37年的土壤升温实验揭示：曾被认为"永久性"的土壤碳正在释放

在美国马萨诸塞州的森林深处，一项持续近40年的土壤升温实验正在揭示一个出乎意料的发现。科学家们曾经认为森林土壤中长期"稳定"的碳储存实际上远没有想象中那么持久。随着温度上升，即使是这些顽固的碳储备也会分解并将二氧化碳释放到大气中。

海洋生物实验室的杰出科学家杰里·梅利洛解释说:"微生物是土壤生态系统的关键组成部分，因为它们分解有机物并循环利用植物生长所必需的元素。随着气候变暖重塑这些微生物群落，可能会加速土壤中碳的流失。"

在马萨诸塞州中部的哈佛森林深处，研究人员已经进行了长达37年的可控升温实验。埋在地下的电缆使部分土壤在每个季节都保持比自然条件高5摄氏度，从冰冻的冬季到潮湿的夏季。当这项研究在20世纪80年代末开始时，这一温度增幅反映了当时气候预测的上限。而今天，这一增幅似乎已不再极端。自工业革命以来，全球气温已经上升了约1.1至1.4摄氏度，未来的升温幅度将在很大程度上取决于温室气体排放减少的速度。梅利洛表示:"如果我们大幅削减化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放，或者减少森林砍伐，预计的温度增幅就会更低。"

全球土壤中储存的碳比大气和所有植物生命加起来的碳还要多，这使其成为气候系统的关键组成部分。科学家们长期以来一直认为，这些碳中有一部分实际上已被锁定数百年之久。而新的研究发现挑战了这一假设。经过数十年的升温后，研究人员观察到这些所谓的抗性土壤有机质形式正在开始分解。这种变化并非立即出现，而是缓慢显现，这凸显了长期实验的重要性，这类实验能够捕捉到以数十年而非数年为尺度展开的变化。

随着这些物质的分解，它们会向大气中释放额外的二氧化碳。这一过程可能会强化地球气候系统中的一个反馈循环:温度上升导致土壤释放更多碳，而这反过来又推动进一步的气候变暖。将这些研究结果纳入气候模型可能会改善对未来气候变化的预测。

这项研究由Atzín X. San Román、Serita D. Frey、Melissa A. Knorr、Huan Tong、Jerry M. Melillo和Myrna J. Simpson共同完成，研究论文于2026年4月7日发表在《整体环境科学》期刊上。