碳循环是一件非常复杂的事情。碳存在于空气（二氧化碳）、植物和动物之中，海水之中的溶解碳、土壤之中的碳是碳永恒循环的源头与目标。最近美国印第安纳大学的生物学家在一项研究中发现，如果大气中的二氧化碳含量增加，很可能就会加速碳循环，使得土壤向森林释放碳。这项研究支持了一种最近出现的新观点，即认为，尽管森林会从大气中大量吸收二氧化碳，但是大量的碳仍然是储存在生命有机体内，而非土壤中已经死亡的有机体中。

 

土壤含碳是对储存在土壤中的碳的总称，而且首先是与有机物质相关。土壤含碳是世界上最大的碳汇，因此在碳循环过程中起到核心作用，而且对于全球气候模式也非常重要。

 

该项研究的负责人理查德?P.菲利普斯（Richard P. Phillips）表示，森林到底如何将不断增加的二氧化碳储存下来，其间存在诸多不确定性，在对全球气候变化条件下的森林生态系统进行了二十多年的持续研究后，有些问题已经得到澄清。

 

他说：“研究表明，树木会从空气中吸收二氧化碳，然后大量的碳就会汇集到树木根部，给各种真菌提供所需养分。但是我们的研究结果发现，真正聚集在土壤中的碳其实很少，因为腐烂的树根还有真菌的数量也在不断增加。”

 

碳储存在土壤之中，而不是储存在树木之中，这只是从管理的角度来说的一厢情愿。因为土壤能够在更长时间内保持稳定，所以就以为土壤能够长时间储存碳，把碳锁闭在土壤里成千上万年，而且不会向空气中释放二氧化碳。

 

该研究是在北卡罗莱纳州的“杜克无森林二氧化碳升高”试验区进行的。在这个地区，成年的厚皮刺果松十四年来一直处于人为增高二氧化碳浓度的环境之中，这也是世界上历时最长的一项二氧化碳浓度增高试验项目。

 

通过这个项目，研究者们得以凭籍土壤来测定碳循环的周期次数。在进行测试的土壤中，生长着各种树根，并被加入了盛有各种特殊土壤的网袋以培养真菌。研究者对这些土壤进行分析，测定其中包含的有机物成分。

 

研究人员还发现，试验中森林里的氮循环也变得更快，因为二氧化碳浓度增加，树木和微生物对养分的需求也变得更大。

 

菲利普斯说：“在这个试验林场，树木的生长受制于可获得的氮。在二氧化碳浓度升高的情况下，树木利用额外的碳来激发产生微生物，进而释放出有机氮。这看来是有道理的。而令人惊讶的是，树木看来是通过分解树根和一年生以下的真菌来获取更多的氮。”

 

微生物的激发具有双重效果。由于增加了新的碳以及其它能量来源，微生物就会受刺激而加速对已有的土壤有机物进行分解，并加速转化成新的树根以及真菌储存的碳。这就足以解释为何在杜克森林里碳与氮的循环变得更快。

 

菲利普斯还说：“大部分系统都限制了树木根系的生态表达作用，它们并未包含这样的激发过程。我们的研究结果证明，树木根系与土壤微生物之间的相互作用扮演了隐而未识的角色，这种作用决定了到底有多少碳被储存下来，而氮又以多快的速度进行循环。因此在全球环境变化情况下，它们的循环进程能够在森林生态系统中对长期的碳储存起到推进作用。”