新潟大学自然科学系助教永野博彦、新潟大学研究生院自然科学研究科的铃木优里（博士研究生）、九州大学研究生院农学研究院教授平馆俊太郎、日本原子能研究开发机构研究主席小岚淳等人组成的联合研究团队发表研究成果称，发现因全球气候变暖导致的降水模式变化而引起的土壤反复干湿交替，会大幅增加土壤中二氧化碳（CO₂）的排放量。该研究成果有望提高全球环境预测模型的预测精度。相关研究已发表在欧洲地球科学联盟期刊《SOIL》1月16日刊上。
图1：本研究发现的干湿交替导致土壤中CO₂排放量增加的概要（供图：新潟大学）
大气中CO₂浓度的上升会加剧全球变暖，同时影响全球水循环，进而显著改变全球各地的降水模式。
土壤作为地球上最大的碳储库之一，其中的有机碳可能因干湿循环而加速分解，导致CO₂排放增加。然而，实际增加的规模此前并不明确。为此，此次研究团队从日本各地10个森林采样点收集土壤，并以不同的降水模式导致的干湿交替为条件在实验室培养了84天，分析了CO₂排放量的变化。
结果表明，在所有土壤样本中，干湿交替循环均显著增加了CO₂的释放量，相较于水分稳定的对照组，CO₂排放量增加了1.3至3.7倍。此外，研究还发现，在干湿交替的条件下，土壤微生物生物量大幅减少，这表明因干湿交替导致微生物细胞破裂而释放出新的有机碳，可能促使了CO₂排放量的增加。同时，土壤中含有较多活性金属-有机物络合物成分含量越高，干湿交替所导致的CO₂排放增幅更大。
永野助教表示：“在长达84天的实验过程中，精确控制干湿交替条件下的水分环境颇有难度，论文第一作者的博士研究生铃木在数据分析等方面付出了诸多心血和努力。尽管未来的研究方向有很多，但我们旨在最终明确对干湿交替导致CO₂排放量增加起到作用的碳源，并评估其驱动机制的普遍性，从而减少预测未来全球环境变化所面临的不确定性。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：SOIL
论文：Comprehensive increase in CO₂ release by drying-rewetting cycles among Japanese forests and pastureland soils and exploring predictors of increasing magnitude
DOI：10.5194/soil-11-35-2025
