2014年4月24日,Science杂志在线发表题为《大气CO2浓度升高情况下土壤的快速分解限制土壤碳储存》(FasterDecompositionUnderIncreasedAtmosphericCO2LimitsSoilCarbonStorage)的文章。文章结论显示土壤并不是一个稳定、安全、可长期储存碳的地方,土壤的碳汇能力远远低于预期,这一研究挑战了人们对土壤碳汇的传统理解。
土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库,并且土壤是大气中CO2的一个主要来源,因此,土壤可以在调节气候变化中发挥关键作用。大气中CO2浓度升高可以促进植物生长,进而使土壤碳汇功能增强,但也可以加速土壤微生物对土壤有机碳的分解速率。这些反应对长期碳储量的综合影响目前还不清楚。
该研究基于全球范围内森林、草原和农田的53个实验的观测数据,综合使用元分析法与数据整合分析法深入研究了气候变化对土壤碳循环的影响,研究结果表明,大气CO2浓度升高既可以刺激土壤的碳汇功能(+19.8%),又显著地影响着土壤的碳排放量(+16.5%)。土壤碳排放量的大幅上升导致土壤碳汇能力显著小于传统预期。大气中CO2浓度升高造成土壤中的微生物含量增加,进而加速了土壤中有机碳的分解,土壤有机碳的快速分解是土壤碳储量受到限制的主要原因,并且土壤有机碳的快速分解进一步导致大气中CO2浓度升高。人们早先认为土壤是一个稳定,安全、可长期储存碳的地方,进而在气候变化减缓中发挥着重要作用。但该研究结果表明,土壤碳并不像之前认为的那样稳定,土壤对全球变暖的减缓效率低于预期,甚至连IPCC模型都可能高估了土壤作为碳汇减缓气候变化的能力。