长达24年的研究发现，森林下面竟藏着意外的气候好处

哥廷根大学和巴登-符腾堡州森林研究所（FVA）的科学家分析了世界上规模最大的森林土壤甲烷吸收长期观测记录。结果发现一个意想不到的趋势：在某些未来可能更常见的气候条件下，森林土壤不但没有减少从大气中吸收甲烷，反而可能增加吸收量。

研究人员考察了德国西南部13个森林样地长达24年的观测数据。平均而言，土壤吸收的甲烷量每年增加约3%。科学家将这一增长与降水减少、气温升高联系起来：更暖更干的环境让甲烷更容易进入土壤，也更容易被土壤微生物分解。

相关成果发表在《农业与森林气象学》（Agricultural and Forest Meteorology）上。此前不少研究认为，气候变化总体会削弱森林土壤吸收甲烷的能力，这一新发现对原有认识提出了挑战。

如何测量24年甲烷吸收？

为了了解甲烷吸收随时间的变化，研究人员分析了FVA长期监测计划积累的大量土壤气体数据。这些数据包括土壤气体剖面，能反映不同深度土壤中气体的化学组成。研究者每两周通过埋设在地下的细管采集空气样本，并在实验室分析。反复取样使他们能够追踪多年甲烷浓度变化。

为验证结果，团队还使用了独立方法：把密闭气室直接放置在土壤表面。通过监测气室内气体浓度如何随时间变化，研究人员判断土壤是否在吸收甲烷，并计算甲烷去除量。两种方法结合，提供了13个样地甲烷吸收情况的细致图景，以及它们如何响应环境变化。

为什么更暖更干的森林土壤吸收更多甲烷？

虽然13个地点的甲烷吸收差异很大，但总体趋势清楚：在德国西南部，降水较少、气温较高时，森林土壤去除大气甲烷的能力更强。

哥廷根大学作物科学系教授马丁·梅尔（Martin Maier）解释：“我们的长期数据显示，气候变化不一定降低森林土壤吸收甲烷的量。此前美国最大规模研究发现，降雨增加会使甲烷吸收最多下降80%；而我们在德国西南部的规模更大、更全面的野外研究却发现了相反结果。”他还说，研究区域中甲烷吸收量出现显著长期上升。

原因部分与水在土壤中的运动有关。当土壤非常潮湿时，水会填满土壤颗粒之间的微小孔隙，气体更难在孔隙中移动。土壤较干时，更多孔隙充满空气，大气中的甲烷能更容易、更深地进入土壤。进入土壤后，微生物会用甲烷作为能源，在消耗它的过程中把甲烷分解掉。气温升高会适度加快微生物活动，使它们更快消耗甲烷。

这两个因素共同解释了为什么气温升高和降水减少与森林甲烷吸收增加相关。

挑战以往气候变化研究

结果与一些大型国际综述不同。这些综述通过荟萃分析整合大量研究，识别总体规律；许多认为森林土壤甲烷吸收正在下降。

但这项德国研究表明，气候变化与甲烷吸收的关系比总体趋势更复杂。降雨增加可能通过限制气体在土壤中移动而降低甲烷吸收，但干旱条件可能产生相反效果。

这并不意味着气候变化总体上对森林有利。它说明，对甲烷吸收的影响会因局部温度、降水和土壤条件而明显不同。研究人员强调，地区差异使长期监测尤其重要。较短时间的研究，或把差异很大的环境数据混在一起的分析，可能忽略需要多年才能显现的缓慢变化。梅尔表示：“多年连续测量和监测计划，对评估气候变化真实影响不可或缺。”