碳循環(huán)是一件非常復(fù)雜的事情。碳存在于空氣（二氧化碳）、植物和動(dòng)物之中，海水之中的溶解碳、土壤之中的碳是碳永恒循環(huán)的源頭與目標(biāo)。最近美國(guó)印第安納大學(xué)的生物學(xué)家在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，如果大氣中的二氧化碳含量增加，很可能就會(huì)加速碳循環(huán)，使得土壤向森林釋放碳。這項(xiàng)研究支持了一種最近出現(xiàn)的新觀點(diǎn)，即認(rèn)為，盡管森林會(huì)從大氣中大量吸收二氧化碳，但是大量的碳仍然是儲(chǔ)存在生命有機(jī)體內(nèi)，而非土壤中已經(jīng)死亡的有機(jī)體中。
    土壤含碳是對(duì)儲(chǔ)存在土壤中的碳的總稱，而且首先是與有機(jī)物質(zhì)相關(guān)。土壤含碳是世界上最大的碳匯，因此在碳循環(huán)過程中起到核心作用，而且對(duì)于全球氣候模式也非常重要。
    該項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人理查德?P.菲利普斯（Richard P. Phillips）表示，森林到底如何將不斷增加的二氧化碳儲(chǔ)存下來，其間存在諸多不確定性，在對(duì)全球氣候變化條件下的森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了二十多年的持續(xù)研究后，有些問題已經(jīng)得到澄清。
    他說：“研究表明，樹木會(huì)從空氣中吸收二氧化碳，然后大量的碳就會(huì)匯集到樹木根部，給各種真菌提供所需養(yǎng)分。但是我們的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，真正聚集在土壤中的碳其實(shí)很少，因?yàn)楦癄€的樹根還有真菌的數(shù)量也在不斷增加。”碳儲(chǔ)存在土壤之中，而不是儲(chǔ)存在樹木之中，這只是從管理的角度來說的一廂情愿。因?yàn)橥寥滥軌蛟诟L(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定，所以就以為土壤能夠長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存碳，把碳鎖閉在土壤里成千上萬年，而且不會(huì)向空氣中釋放二氧化碳。
    該研究是在北卡羅萊納州的“杜克無森林二氧化碳升高”試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行的。在這個(gè)地區(qū)，成年的厚皮刺果松十四年來一直處于人為增高二氧化碳濃度的環(huán)境之中，這也是世界上歷時(shí)最長(zhǎng)的一項(xiàng)二氧化碳濃度增高試驗(yàn)項(xiàng)目。
    通過這個(gè)項(xiàng)目，研究者們得以憑籍土壤來測(cè)定碳循環(huán)的周期次數(shù)。在進(jìn)行測(cè)試的土壤中，生長(zhǎng)著各種樹根，并被加入了盛有各種特殊土壤的網(wǎng)袋以培養(yǎng)真菌。研究者對(duì)這些土壤進(jìn)行分析，測(cè)定其中包含的有機(jī)物成分。
    研究人員還發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)中森林里的氮循環(huán)也變得更快，因?yàn)槎趸紳舛仍黾樱瑯淠竞臀⑸飳?duì)養(yǎng)分的需求也變得更大。
    菲利普斯說：“在這個(gè)試驗(yàn)林場(chǎng)，樹木的生長(zhǎng)受制于可獲得的氮。在二氧化碳濃度升高的情況下，樹木利用額外的碳來激發(fā)產(chǎn)生微生物，進(jìn)而釋放出有機(jī)氮。這看來是有道理的。而令人驚訝的是，樹木看來是通過分解樹根和一年生以下的真菌來獲取更多的氮。”
    微生物的激發(fā)具有雙重效果。由于增加了新的碳以及其它能量來源，微生物就會(huì)受刺激而加速對(duì)已有的土壤有機(jī)物進(jìn)行分解，并加速轉(zhuǎn)化成新的樹根以及真菌儲(chǔ)存的碳。這就足以解釋為何在杜克森林里碳與氮的循環(huán)變得更快。
    菲利普斯還說：“大部分系統(tǒng)都限制了樹木根系的生態(tài)表達(dá)作用，它們并未包含這樣的激發(fā)過程。我們的研究結(jié)果證明，樹木根系與土壤微生物之間的相互作用扮演了隱而未識(shí)的角色，這種作用決定了到底有多少碳被儲(chǔ)存下來，而氮又以多快的速度進(jìn)行循環(huán)。因此在全球環(huán)境變化情況下，它們的循環(huán)進(jìn)程能夠在森林生態(tài)系統(tǒng)中對(duì)長(zhǎng)期的碳儲(chǔ)存起到推進(jìn)作用。”