热带森林储存了约三分之一的地球碳和约三分之二的地上生物量。大多数气候变化模型预测,随着世界变暖,所有这些生物质将更快地被分解,这将向大气中输送更多的二氧化碳。但是,2018美国地球物理联盟秋季会议上提出的新研究与该理论相矛盾。
生态学博士Stephanie Roe测量了波多黎各人工温暖林地的分解速度。她发现,温暖地块中的生物量分解速度比没有加热的对照地块慢。
她的研究结果表明,随着气候变暖,森林的枯枝落叶堆积在地上,而不是分解到土壤中。分解越少意味着释放回大气中的二氧化碳越少。但这也意味着土壤吸收的碳更少,而土壤需要碳来有助于植物生长的微生物过程。
“这些结果可能会在未来更温暖的碳循环中有重要的应用,”Roe说。
Roe说,关于热带森林如何应对气候变化的实证研究很少。在2017年6月她和她的研究团队前往波多黎各的El Yunque国家森林,降落在一个名为TRACE的地方。
TRACE是在热带森林中进行的第一次长期变暖实验。该场地由三个六边形地块组成,这些地块被一圈高出地面4米处的红外加热器环绕,另外三个地块被假加热器包围,用作“控制”森林。Roe从地块收集叶子,在实验室中将它们晒干,然后随机将它们送回地块。除了原生植物外,她还使用了包括红茶和绿茶以及代表木质生物质的冰棍,以了解不同材料对变暖的反应。
加热器被设计为连续加热地块至比森林环境温度高四度。该实验本应运行一整年,但在10月初,飓风玛丽亚横扫整个岛屿,摧毁了TRACE遗迹。
“我们预计随着温度的升高,微生物新陈代谢速度会加快,”Roe说。“因此,我们预计微生物和其他分解物的活性会增加,从而分解枯枝落叶。”
但是Roe观察到,气候变暖并没有加快土地的分解速率,反而导致了土地的干燥,从而减缓土地的分解。“我们发现实际上情况正好相反,因为水分受到了很大影响,” Roe说。
Roe指出,该地区风暴频率和强度的增加可能会放大这种效应。飓风玛丽亚减少了El Yunque的大部分树冠,让更多的阳光照射到森林地面,使枯枝落叶变得干燥。Roe共享的结果是初步的,尚未发表。她的下一个项目是进一步分析凋落物和微生物群落中的营养成分,看看是否还有其他因素可以解释分解速度的意外减缓。 (侯颖琳 编译;於维樱 审校)