在美國馬薩諸塞州的森林深處，一項持續(xù)近40年的土壤升溫實驗正在揭示一個出乎意料的發(fā)現(xiàn)?？茖W(xué)家們曾經(jīng)認(rèn)為森林土壤中長期"穩(wěn)定"的碳儲存實際上遠(yuǎn)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(xué)家杰里·梅利洛解釋說:"微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，因為它們分解有機(jī)物并循環(huán)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(jīng)進(jìn)行了長達(dá)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(jié)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(dāng)這項研究在20世紀(jì)80年代末開始時，這一溫度增幅反映了當(dāng)時氣候預(yù)測的上限。而今天，這一增幅似乎已不再極端。自工業(yè)革命以來，全球氣溫已經(jīng)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(chǎn)生的二氧化碳排放，或者減少森林砍伐，預(yù)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(tǒng)的關(guān)鍵組成部分?？茖W(xué)家們長期以來一直認(rèn)為，這些碳中有一部分實際上已被鎖定數(shù)百年之久。而新的研究發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了這一假設(shè)。經(jīng)過數(shù)十年的升溫后，研究人員觀察到這些所謂的抗性土壤有機(jī)質(zhì)形式正在開始分解。這種變化并非立即出現(xiàn)，而是緩慢顯現(xiàn)，這凸顯了長期實驗的重要性，這類實驗?zāi)軌虿蹲降揭詳?shù)十年而非數(shù)年為尺度展開的變化。

隨著這些物質(zhì)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(qiáng)化地球氣候系統(tǒng)中的一個反饋循環(huán):溫度上升導(dǎo)致土壤釋放更多碳，而這反過來又推動進(jìn)一步的氣候變暖。將這些研究結(jié)果納入氣候模型可能會改善對未來氣候變化的預(yù)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(fā)表在《整體環(huán)境科學(xué)》期刊上。