土壤是地球上僅次于海洋的第二大碳儲(chǔ)存庫(kù)，研究表明：土壤的水分，是土壤中碳元素得以存在的關(guān)鍵因素。

俄勒岡州立大學(xué)的杰夫·哈頓在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上的研究里說道：這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解全球碳循環(huán)如何隨著氣候變暖而變化很重要。

“土壤中的碳有很多功能，”哈頓說。“它是土壤有機(jī)質(zhì)的主要組成部分，對(duì)植物的水分和養(yǎng)分獲取很重要，它是不同土壤生物種群的能量供應(yīng)。氣候變化可能會(huì)影響土壤中的碳，威脅到這些重要的生態(tài)系統(tǒng)，還會(huì)影響土壤將碳排解到大氣、減緩氣候變化的能力。”

據(jù)估計(jì)，土壤中儲(chǔ)存的碳總量為2.5億噸，大約是大氣中碳儲(chǔ)量的三倍，是地球上所有生物中碳儲(chǔ)量總和的四倍。

哈頓說，潮濕生態(tài)系統(tǒng)中的碳最容易受到溫度變化的影響，而濕度的變化對(duì)干燥生態(tài)系統(tǒng)中的碳構(gòu)成了更大的威脅。

項(xiàng)目另一位負(fù)責(zé)人凱特·赫克曼(KateHeckman)說:“這項(xiàng)新研究的最大收獲是，我們認(rèn)為自己對(duì)土壤碳的了解大部分都是錯(cuò)誤的。”“我們最初的假設(shè)集中在某些類型的土壤礦物質(zhì)的重要性上，我們認(rèn)為這些礦物質(zhì)對(duì)碳持久性或碳在土壤中停留的時(shí)間很重要。我們還認(rèn)為，整個(gè)土壤的溫度將是碳的一個(gè)強(qiáng)有力的調(diào)節(jié)器，但我們忽略了預(yù)期的與溫度或土壤礦物學(xué)相關(guān)的其他信號(hào)。”

調(diào)查了34處土地

這次共研究了來自34個(gè)地點(diǎn)的400個(gè)土壤核心樣本。這些樣本是由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的國(guó)家生態(tài)觀測(cè)網(wǎng)(NEON)收集的，其目標(biāo)是收集來自北美各地的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)，以幫助了解生態(tài)系統(tǒng)是如何變化的。

哈頓說，共研究了數(shù)千個(gè)獨(dú)特的土壤“層”的圖片，根據(jù)年齡和成分，土層顯示出不同的特征。“打開巖心就像通過一張8×200毫米的土壤快照看到這個(gè)國(guó)家的不同地區(qū)，研究結(jié)果表明，在預(yù)測(cè)土壤碳對(duì)氣候變化的影響時(shí)，特別是在干旱的生態(tài)系統(tǒng)，我們需要考慮該地點(diǎn)的氣候和土壤的歷史。”

研究人員對(duì)巖心樣本進(jìn)行了放射性碳和分子組成分析，以闡明土壤中碳的豐度和持久性與水分有效性之間的關(guān)系。最終，科學(xué)家們將核心樣本點(diǎn)劃分為可廣泛描述為潮濕氣候或干旱氣候的系統(tǒng)。這種劃分與不同地點(diǎn)有機(jī)碳分解率的差異有關(guān)。

赫克曼說:“土壤有機(jī)碳被認(rèn)為是我們擁有的最有前途的碳捕獲和封存方法之一，了解水分在這一過程中所起的作用對(duì)幫助我們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)至關(guān)重要。”“我希望這項(xiàng)研究能鼓勵(lì)科學(xué)界的很多人去研究水分在陸地碳循環(huán)中的作用。”