本報(bào)記者 張輝 通訊員 肖芳奕

我們生活在一個(gè)流動(dòng)的星球。作為碳基生命的主要組成部分，碳元素在大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈之間周流不息、循環(huán)往復(fù)，構(gòu)成了地球生命的脈動(dòng)。那么，到底是誰(shuí)在影響著碳循環(huán)的進(jìn)程呢？

武夷山國(guó)家公園福建科研監(jiān)測(cè)中心與南京林業(yè)大學(xué)合作開(kāi)展的福建省級(jí)林業(yè)科研項(xiàng)目“武夷山不同海拔生態(tài)系統(tǒng)碳通量監(jiān)測(cè)與研究”，旨在解碼森林生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)之旅。近日，該項(xiàng)目取得可喜成果。研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物就像“幕后英雄”般，在其中起到至關(guān)重要的作用。

這里是天然實(shí)驗(yàn)室

地處閩贛交界地帶的武夷山，擁有世界同緯度保存最完整、最典型、面積最大的中亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)。得天獨(dú)厚的生態(tài)環(huán)境，使之成為全球生物多樣性保護(hù)與研究的關(guān)鍵地區(qū)。

早前，武夷山國(guó)家公園福建管理局官宣生物資源本底調(diào)查成果。這場(chǎng)為期3年多的調(diào)查，覆蓋了武夷山國(guó)家公園福建片區(qū)所有區(qū)域，共發(fā)現(xiàn)植物、昆蟲(chóng)、大型真菌等多個(gè)類別的34個(gè)新物種，還調(diào)查到10個(gè)中國(guó)新記錄種。

不僅僅是新物種，與自然生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)的諸多未解之謎，都可以在武夷山找到答案。

“武夷山國(guó)家公園內(nèi)海拔1800米以上的山峰有30余座，擁有110多座超過(guò)1000米的山峰，其中主峰黃崗山海拔2160.8米，被稱為‘華東屋脊’?！蔽湟纳絿?guó)家公園福建科研監(jiān)測(cè)中心工程師劉文芳說(shuō)，黃崗山從山腳到山頂，氣候就像過(guò)山車般多變，依次演替出了常綠闊葉林、針闊混交林、針葉林、矮曲林、中山草甸等不同植被類型。這為科研人員探索大自然的奧秘提供了天然實(shí)驗(yàn)室。

近年來(lái)，武夷山國(guó)家公園福建片區(qū)與中國(guó)科學(xué)院、生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所、南京林業(yè)大學(xué)等科研院所簽訂了一系列戰(zhàn)略框架協(xié)議，合作開(kāi)展生態(tài)科研項(xiàng)目。2023年啟動(dòng)的“武夷山不同海拔生態(tài)系統(tǒng)碳通量的研究”項(xiàng)目，便是要利用這大自然的饋贈(zèng)，探索碳循環(huán)的奧秘，研究森林生態(tài)系統(tǒng)碳通量變化規(guī)律和調(diào)控機(jī)制。

小小微生物撬動(dòng)大循環(huán)

在碳循環(huán)研究中，碳儲(chǔ)量與碳通量是兩個(gè)重要指標(biāo)。如果把森林生態(tài)系統(tǒng)比作一個(gè)銀行賬戶，那么碳儲(chǔ)量相當(dāng)于賬戶余額，碳通量則可類比為銀行流水。經(jīng)過(guò)兩年多的監(jiān)測(cè)調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，項(xiàng)目組發(fā)現(xiàn)，不同類型植被碳儲(chǔ)量和碳通量差異顯著。

從碳儲(chǔ)量看，草甸就像“貧困戶”，“存款”捉襟見(jiàn)肘，闊葉林、混交林和針葉林則是家底殷實(shí)的“暴發(fā)戶”；從碳通量看，闊葉林家的生意最紅火，流水單又長(zhǎng)又多，針葉林則門可羅雀，生意略顯慘淡。

是什么引起了“貧富差異”？研究發(fā)現(xiàn)，這是多重因素共同作用的結(jié)果。

眾所周知，海拔越高，氣溫越低，植被生長(zhǎng)也變得更遲緩，光合作用和呼吸作用隨之減弱。光合作用制造的有機(jī)物少了，固碳量自然就少了；呼吸作用消耗的有機(jī)物少，排碳量也跟著少了。換言之，同等條件下，高海拔地帶的植被碳儲(chǔ)量和碳通量要少于低海拔地區(qū)。

除了海拔因素，植被自身的生長(zhǎng)特點(diǎn)、土壤條件，都影響著植被碳儲(chǔ)量與碳通量。

闊葉林的葉片又寬又大，宛若火力全開(kāi)的光伏板，能更高效進(jìn)行光合作用，固定更多空氣中的二氧化碳。高海拔地區(qū)的土壤養(yǎng)分比較豐富，植被也長(zhǎng)得更好，對(duì)碳的吸收和釋放也更活躍，從而影響了碳儲(chǔ)量和碳通量。

在這個(gè)過(guò)程中，微生物是容易被忽視的“幕后英雄”。

“土壤微生物在代謝過(guò)程中，通過(guò)分解和轉(zhuǎn)化土壤中的有機(jī)物，影響碳循環(huán)?！表?xiàng)目組成員、南京林業(yè)大學(xué)教授徐俠說(shuō)，這位“幕后英雄”能否發(fā)揮十八般武藝，與其所處的環(huán)境，特別是土壤中的養(yǎng)分與酶活性休戚相關(guān)。

高海拔地區(qū)的土壤就像“營(yíng)養(yǎng)豐富的大禮包”，有效磷含量高，能讓土壤酶活性大大提高，為微生物提供了充足的食物來(lái)源。吃得越多，干活就越起勁。微生物代謝就像被按下了“加速鍵”，能夠更高效地分解有機(jī)物，把其中的碳釋放出來(lái)或者固定住。反之，到了低海拔地區(qū)，土壤養(yǎng)分沒(méi)那么多，像個(gè)“小瘦包”，微生物參與碳循環(huán)的程度和效果也就不一樣了。

加快解鎖森林“碳密碼”

其實(shí)，土壤養(yǎng)分對(duì)微生物的影響，在全球陸地生態(tài)系統(tǒng)里都很常見(jiàn)。

熱帶地區(qū)像個(gè)“大火爐”，高溫多雨，磷就像調(diào)皮的小精靈，很容易淋失，微生物“吃”不到足夠的磷，活力就會(huì)受到影響，分解有機(jī)物的能力下降，碳循環(huán)的速度和效率也就跟著改變了；寒帶地區(qū)則像個(gè)“大冰箱”，溫度低，微生物就像被“封印”了一樣，對(duì)有機(jī)物的分解作用就變小了，碳循環(huán)的過(guò)程也就不那么順暢了。

“土壤微生物的變化，對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)有著至關(guān)重要的影響，它們之間相互關(guān)聯(lián)，共同維持著生態(tài)系統(tǒng)的平衡?！毙靷b說(shuō)。

通過(guò)研究，項(xiàng)目組不僅探究到碳通量和微生物之間的奇妙關(guān)系，還建立了碳通量—碳儲(chǔ)量模型。這個(gè)模型既可以帶著人們“穿越”到過(guò)去，復(fù)盤武夷山國(guó)家公園近30年碳儲(chǔ)量的歷史狀況和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律；又像一個(gè)超級(jí)“預(yù)言家”，能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)不同植被類型在未來(lái)氣候變化下的碳動(dòng)態(tài)變化

“該研究成果不僅能為國(guó)家公園體系的碳匯核算提供科學(xué)范式，更將推動(dòng)建立以提升生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值為導(dǎo)向的綠色發(fā)展新機(jī)制，助力武夷山國(guó)家公園更好地管理森林資源，為全球陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究提供了重要支持， 對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)具有重要意義?！眲⑽姆颊f(shuō)。

作為全國(guó)最“綠”省份，福建正加速解鎖森林生態(tài)系統(tǒng)里的“碳密碼”。記者從福建省林業(yè)局獲悉，近年來(lái)，全省實(shí)施“武夷山不同海拔生態(tài)系統(tǒng)碳通量監(jiān)測(cè)與研究”“福建省主要林分類型碳匯計(jì)量及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)”“基于碳匯功能提升的針葉人工林提質(zhì)增效研究”等10多個(gè)涉及林業(yè)碳匯的省級(jí)林業(yè)科研項(xiàng)目立項(xiàng)，進(jìn)一步加強(qiáng)林業(yè)碳匯基礎(chǔ)研究。同時(shí)，福建還組織開(kāi)展全省林業(yè)碳匯專項(xiàng)調(diào)查，按照森林類型、起源和齡組選取森林樣地，開(kāi)展喬木層、灌木層、草本層、枯落物、枯死木生物量和土壤有機(jī)碳調(diào)查，構(gòu)建了福建林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)體系。

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