土壤是世界上最大的天然碳储存库。北方生态系统储存了大量的碳，但它们也受到全球变暖的强烈影响。因斯布鲁克大学迈克尔·巴恩领导的国际团队最近在《全球变化生物学》上发表了一项研究，调查了持续变暖如何影响亚北极草原二氧化碳的吸收和释放。研究人员利用冰岛的地热活跃区作为天然“气候室”。

亚北极生态系统储存大量碳。随着气候持续变暖，越来越多的碳被释放到大气中。植物光合作用吸收的碳能够在多大程度上补偿土壤中的碳损失，目前还存在不确定性。

“毕竟，如果变暖增加了土壤有机物的分解，从而增加了植物营养的供应，那么植物应该生长得更好，并从大气中吸收更多的二氧化碳，”生态系的巴恩说。“令人惊讶的是，正如我们最近的研究表明的那样，情况可能并非如此。”

冰岛的地热裂谷为研究人员探索气候变暖对极北生态系统的长期影响提供了理想的条件。巴恩领导的一个研究小组利用冰岛的一个地热活动地点作为国际项目的一部分，研究气候变暖和氮供应对碳循环的影响。

巴恩解释说：“研究地块距裂谷线的距离不同，因此或多或少地变暖了。” “通过给部分地块施氮肥，我们能够研究变暖和氮供应对碳循环的交互影响。”

气候变暖加速碳循环

变暖导致土壤中碳大量流失。“在我们研究的冰岛地区，变暖后的最初几年内，高达 40% 的碳被释放到大气中，”Bahn 说。“在接下来的几年里，微生物生物量发生了调整，土壤碳平衡再次稳定下来。”

为了了解碳在这个循环中从大气经过植物和土壤再回到大气的路径，研究小组在实验过程中添加了稳定的碳同位素13 C。“利用同位素，我们能够追踪碳在生态系统中移动的路径，”生态学家解释道。“我们观察到，随着气候变暖，植物吸收的碳会更强烈地转移到微生物中，并更快地从土壤中释放出来。

“从施肥实验可以进一步得出结论，在变暖的情况下，植物的生产力越来越受到氮的限制。结果，生态系统对二氧化碳的光合作用吸收减少。由于变暖也加速了土壤中碳的释放，生态系统储存碳的能力下降了。”碳因此逐渐减少。”

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