康奈爾大學(xué)、俄亥俄州立大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)和康涅狄格農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的研究人員正在利用同步輻射光來(lái)研究水分如何影響土壤碳，而土壤碳是作物健康生長(zhǎng)和肥沃田地的重要成分。

　　康涅狄格州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站助理科學(xué)家Itamar Shabtai說(shuō)：“由于氣候變化，地球?qū)⒆兊酶訙嘏睗袷录矊⒏觿×?。因此，環(huán)境和土壤可能會(huì)變得更干燥或更潮濕，這取決于它們所處的位置。”

　　Shabtai指出，雖然人們對(duì)極端天氣的影響有所了解，但濕度對(duì)土壤有機(jī)碳的影響仍不清楚。在發(fā)表于《Geochimica et Cosmochimica Acta》的一篇論文中，Shabtai和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)濕度的影響進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)潮濕土壤中的微生物比干燥土壤中的微生物更能處理有機(jī)輸入物和儲(chǔ)存土壤有機(jī)碳。

　　了解微生物和水分對(duì)土壤碳的影響有助于遏制溫室氣體排放。

　　研究小組希望他們的發(fā)現(xiàn)能對(duì)土壤管理實(shí)踐產(chǎn)生影響，幫助減輕氣候變化的影響，并改善對(duì)不易管理的較干旱土壤中碳的預(yù)測(cè)。

　　Shabtai說(shuō)：“我們能夠了解到，在潮濕的土壤中，有更多的碳具有微生物的光譜特征，而在較干燥的土壤中，有更多的碳看起來(lái)像是直接來(lái)自植物碳，如果沒(méi)有同步加速器技術(shù)，這幾乎是不可能做到的。”

　　以下為一具體實(shí)例：

　　達(dá)特茅斯學(xué)院(Dartmouth College)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，北極地區(qū)更溫暖、更潮濕的氣候條件正在加速凍原和永久凍土土壤中儲(chǔ)存的碳的流失，從而形成一種潛在的正反饋，進(jìn)一步提高全球氣溫。

　　數(shù)千年來(lái)，北極的草、灌木和其他植物將碳從大氣中帶走并儲(chǔ)存在苔原土壤中，微生物在土壤中以分解的有機(jī)物為食?，F(xiàn)在，灌木的擴(kuò)張正在改變苔原的地貌，但人們對(duì)灌木擴(kuò)張對(duì)高緯度土壤中儲(chǔ)存的碳的影響卻知之甚少。北極土壤中的碳含量占全球土壤碳含量的一半，是整個(gè)大氣碳含量的兩倍多。土壤碳分解對(duì)溫度敏感，是溫室氣體的潛在重要來(lái)源，通過(guò)分解有機(jī)物釋放溫室氣體，可能對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生正反饋。這種土壤碳反饋可以將北極苔原從碳匯轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚础?/p>

　　為了了解決定土壤碳命運(yùn)的復(fù)雜關(guān)系，達(dá)特茅斯大學(xué)的研究人員從格陵蘭島西部的灌木和草地植被中采集了土壤，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)。他們測(cè)量了兩種植被類(lèi)型的礦質(zhì)土壤在五種溫度和兩種濕度條件下的二氧化碳排放量。他們發(fā)現(xiàn)，與灌木土壤相比，草地土壤的碳儲(chǔ)存量更大，分解造成的碳損失也更大，分解對(duì)溫度的敏感性也更高。研究結(jié)果表明，隨著氣溫的升高和土壤濕度的增加，苔原（尤其是草地）的土壤呼吸作用和有機(jī)碳分解將加劇，導(dǎo)致向大氣排放的二氧化碳增加。