人们普遍认为，随着森林生态系统的老化，它们积累和储存或“封存”更多的碳。
人们普遍认为，随着森林生态系统的老化，它们积累和储存或“封存”更多的碳。
一项基于密歇根大学生物站的新研究揭示了两个世纪以来碳循环的复杂性，发现情况比之前认为的更为细致。
森林结构、树木和真菌群落的组成以及土壤生物地球化学过程的协同作用对地下和地上封存多少碳的影响比之前认为的更大。
这项研究刊登在《生态应用》期刊上，涉及来自全国各地的100多名科学家的努力，他们在密歇根州佩尔斯顿的历史生态站进行了多年的研究。
研究人员针对了成立于1909年、占地超过10,000英亩的校园内的多种森林林分，包括19世纪建立的老参考森林、20世纪初期被砍伐后至今未被干扰的林分，以及经历后续砍伐或火灾的林分。
密歇根科技大学森林资源与环境科学学院的研究副教授卢克·纳夫（Luke Nave）领导了这一合作团队，该团队综合了数十年的数据。
纳夫说：“时间并不是驱动碳循环的因素。时间更像是一个比赛场地，而场地上的游戏规则是树冠结构、树木和微生物群落组成以及土壤氮的可用性。这意味着结构、组成和土壤氮的变化控制着森林碳的轨迹，这些变化可能发生得快，也可能发生得慢，且我们是否通过管理影响这些变化，或者让它们自行发生。”
这项研究基于团队数十年来在位于密歇根北部的密歇根大学生物站生成和编制的数据，包括如150英尺高的AmeriFlux塔等研究基础设施，后者是一个在北美、南美和中美洲的仪器化地点网络的一部分，测量生态系统的二氧化碳、水和能量“通量”，以及地表与大气之间的其他交换。
UMBS是美国最大的和运营时间最长的田野研究站之一，管理着两个靠近道格拉斯湖的塔，产生关于森林碳动态的长期数据。
新发布的研究涵盖了流量塔及其他地方的多种森林数据集，包括土壤呼吸、真菌群落和根系生产、落叶、碳库和土壤酶活性等数据。
UMBS的数据经理和研究专家、该研究的合著者杰森·塔兰特（Jason Tallant）表示：“看到这项研究的结果很激动。这是一个耗费大量工作和多年的成果。”
塔兰特补充说：“在密歇根大学生物站，我们在数据管理和数字化方面投入了大量努力。很高兴看到碳合成研究团队利用我们的历史数据集，并实时计算碳封存信息，以揭示森林中发生的情况，并为未来的管理提供信息。”
研究人员表示，管理森林不仅仅是管理它们的年龄。直接和间接地说，管理森林意味着操控结构（地上和地下）、组成（植物和微生物）和生态系统组件之间的关系，包括它们的功能和生物地球化学结果。
纳夫说：“随着我们现在在气候、森林健康和干扰以及树种组成等方面所看到的变化速率，管理将不得不面对更多的挑战和限制。十年前或二十年前的真实情况不能再被视为现在的真实情况。”
纳夫提到：“对于熟悉这一领域的人来说，巴恩地块（Burn Plots）是一个很好的例子——1998年的烧毁区域是一片繁茂的年轻林分，经过清林后生长的白杨，而2017年的烧毁区域则是再生失败。你可能不会认为19年对一棵树来说是很长的时间，但在今天的世界中，它确实是。研究人员和管理者如果像我们在论文中一样采取整体生态系统的视角，将更容易理解过去几十年发生的变化以及我们可以采取什么措施来维持森林。”
这项工作得到了国家科学基金会、美国能源部科学办公室及橡树岭国家实验室的实验室定向研究和开发计划的支持。
合作机构几乎涵盖了十多个机构，包括密歇根科技大学、密歇根大学、维吉尼亚联邦大学、橡树岭国家实验室、美国农业部森林服务局、俄亥俄州立大学、康涅狄格大学、普渡大学、德克萨斯大学和威斯康星大学。
