森林土壤在去除大气中甲烷方面扮演着意外强大的角色，新的发现表明气候变化的某些影响可能使它们更有效。甲烷是一种有效的温室气体，对全球变暖有贡献，但生活在土壤中的微生物可以在其积聚到空气中之前将其分解。来自哥廷根大学和巴登-符腾堡森林研究所（FVA）的科学家分析了世界上最全面的森林土壤长期甲烷吸收测量数据。他们的发现揭示了一个意外的趋势：在某些未来可能更常见的气候条件下，森林土壤实际上可以增加从大气中去除的甲烷量。研究人员检查了来自德国西南部13个森林地点的测量数据，时间跨度可达24年。土壤吸收的甲烷量年均增加约3%。研究人员将这种上升与降雨减少和气温升高联系在一起，这些条件使得甲烷更容易进入土壤，并被微生物分解。该研究的结果发表在《农业与森林气象学》上，挑战了之前的研究，认为气候变化普遍降低了森林土壤吸收甲烷的能力。 科学家如何测量24年间的甲烷吸收 为了了解甲烷吸收如何随时间变化，研究人员检查了通过FVA长期监测项目收集的大量土壤气体测量数据。这些测量包括土壤气体剖面，揭示了在不同深度捕获的气体的化学成分。每两个星期，研究人员通过安装在地下的细管收集空气样本并在实验室进行分析。这种反复取样使科学家能够追踪多年内甲烷浓度的变化。为确认他们的发现，研究团队还使用了一种独立的测量技术，涉及在土壤表面直接放置气密腔室。通过监测这些腔室内气体浓度的变化，研究人员可以确定土壤是否正在吸收甲烷，并计算去除的量。将这些方法结合起来使科学家得以详细了解森林地点的甲烷吸收情况以及它如何响应环境变化。 为什么气温升高、森林土壤变干吸收更多甲烷 尽管13个地点的甲烷吸收差异显著，但仍出现了一个清晰的整体模式。德国西南部的森林土壤在低降雨和高温期间非常有效地去除大气中的甲烷。“我们的长期数据表明，气候变化不一定对森林土壤吸收甲烷产生负面影响。尽管来自美国的最大研究发现，由于降雨增加，甲烷吸收下降高达80%，但我们在德国西南部进行的更全面的实地研究发现相反的结果，”该研究负责人、曾参与FVA土壤气体监测项目的哥廷根大学作物科学系的马丁·梅尔教授解释道。“我们观察到所研究的森林地区的甲烷吸收显著增加。” 这种现象的部分原因在于水在土壤中的流动。当土壤饱和时，水填充了土壤颗粒之间的许多微小空间，使气体更难通过。较干燥的土壤含有更多充满空气的孔隙，使得大气中的甲烷能够更深入地进入土壤。一旦甲烷进入土壤，微生物就会将其作为能源来源，在此过程中将其分解。气温的升高可以略微加速这种微生物活动，允许这些生物更快地消耗甲烷。这两者的结合有助于解释为什么在研究的森林中，温度升高和降雨减少与甲烷吸收增加相关。 研究结果挑战了之前的气候变化研究 这些结果提供了与几项重要国际研究评估不同的视角。这些分析称为元分析，结合了许多个体研究的发现，以识别更广泛的模式。许多分析得出结论认为森林土壤甲烷吸收正在下降。然而，德国的研究表明气候变化与甲烷吸收之间的关系比这些总体趋势所暗示的要复杂得多。尽管降雨增加可能通过限制气体在土壤中的移动来减少甲烷吸收，但干燥的条件可以产生相反的效果。这一发现并不意味着气候变化对森林总体上是有益的。相反，它表明气候变化对甲烷吸收的影响可能因具体情况而有所不同。