世界上持续时间最长的土壤增温实验揭示了一个意想不到的气候问题。经过近四十年的研究，研究人员发现，增温会导致微生物分解稳定的土壤碳，而科学家曾认为这些碳在很大程度上是受到保护的。这一过程会向大气中释放额外的二氧化碳，从而可能加速全球变暖。
海洋生物实验室的杰出科学家Jerry Melillo在过去37年里一直在马萨诸塞州中部的哈佛森林研究加热样地。在整个实验过程中，研究人员全年将土壤温度保持在比周围地面高出5 °C的水平。
据Melillo介绍，团队选择升高五度，是因为这代表了实验开始几十年前全球变暖预测的上限。
“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植物生长所必需的元素，”Melillo解释道。“随着变暖重塑这些微生物群落，它可能会加速土壤中碳的流失。”
气温上升改变森林土壤储存碳的方式
这项长达数十年的实验使研究人员能够观察土壤在异常漫长时期内的反应。在变暖的第四个十年中，他们观察到土壤有机质中曾经被认为能抵抗变暖介导分解的稳定部分也开始分解。
随着这些长期存在的碳库分解，它们向大气中释放了额外的CO2。这一发现表明，在持续变暖的情况下，森林土壤向大气释放的碳可能比科学家此前预期的要多。
自工业革命以来，全球平均气温已经上升了约1.1至1.4 °C。Melillo指出，未来的变暖程度将在很大程度上取决于为减少温室气体排放所采取的行动。
“如果我们大幅削减化石燃料燃烧产生的CO2排放，或减少森林砍伐，预计的升温幅度将会降低，”Melillo解释道。
通过长期研究改进气候模型
新观察到的稳定土壤碳分解现象指向了一个可能更强的气候反馈循环。随着地球变暖，土壤可以释放更多的碳，这反过来又向大气中增加了更多的CO2，并可能导致进一步的变暖。
研究人员表示，将这一新识别的过程纳入气候模型，应能改进对未来气候变化的预测，并提供地球碳循环如何响应气温上升的更完整图景。