新潟大学农学部的永野博彦助教、该校研究生院自然科学研究科的铃木优里（博士研究生）等人的研究团队，与九州大学、冈山大学、森林综合研究所、日本东北大学、亚洲大气污染研究中心、北海道大学等展开联合研究，证实气候变化引发极端气象频发所带来的剧烈干湿交替，会大幅增加土壤的CO₂释放。该研究有望为气候变化背景下的碳循环预测以及提高地球环境未来变化预测的准确性作出贡献。相关研究成果已发表于9月4日的《Progress in Earth and Planetary Science（PEPS）》。
图1.干湿交替导致土壤CO₂释放增加的机制（供图：新潟大学）
大气中CO₂浓度上升不仅造成全球变暖，还会影响全球水循环。已知这会引发极端天气以及土壤干燥与湿润的交替（干湿交替）。这种干湿交替可能影响地球上最大碳库——土壤的分解，以及由此产生的相当于全球人为排放量约5倍的CO₂释放。
此前，研究团队于2025年报告称，土壤中活性金属与有机物形成的络合物成分含量越高的土壤，干湿交替导致的CO₂释放增大率越大。
因此，本次研究采集了北海道大学苫小牧研究林和九州大学北海道演习林的表层土壤与埋藏腐殖层（因历史上火山灰堆积而埋藏于下层的古表层土壤），在模拟降水模式变化所引起的干湿交替条件下进行28天室内培养，通过分析CO₂释放量的变化进行验证。
结果表明，所有土壤中，CO₂释放量在干湿交替条件下，相较于土壤含水量不变化的条件增大了1.4～4.8倍。
尤其是，在以微生物形式存在于土壤中的有机物数量（微生物生物量）较少、而富含活性金属—有机物络合物的埋藏腐殖层中，CO₂释放增幅较大，表明仅靠微生物细胞破坏所导致的碳供给无法解释这一现象。
此外，研究显示，一直被认为是土壤有机碳重要稳定化机制的活性金属—有机物络合物成分，会因干湿交替而变得不稳定，从而有可能将此前免于分解的有机碳作为新的可分解碳源供给微生物。同时该研究也提示，该络合物可作为CO₂释放增大规模的预测因子。
降低地球环境未来变化预测的不确定性
永野助教表示：“借助埋藏腐殖层这一土壤中极具特点的土层，我与论文第一作者的铃木以及各研究机构的联合研究人员一起，向揭开干湿交替伴随的土壤CO₂释放之谜又迈进了一步。在今后的研究中，我们将致力于进一步阐明干湿交替导致的CO₂释放增加与活性金属—有机物络合物成分之间的关系，并评估其中驱动机制的普遍性。本研究的目标是降低地球环境未来变化预测中存在的不确定性。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Progress in Earth and Planetary Science（PEPS）
论文：An evaluation on contribution of organo–metal complexes to enhanced soil CO₂ release during drying–rewetting cycles using buried humic horizon soils
DOI：10.1186/s40645-026-00843-6
