我们生活在一个流动的星球。作为碳基生命的主要组成部分，碳元素在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间周流不息、循环往复，构成了地球生命的脉动。那么，到底是谁在影响着碳循环的进程呢？

武夷山国家公园福建科研监测中心与南京林业大学合作开展的福建省级林业科研项目“武夷山不同海拔生态系统碳通量监测与研究”，旨在解码森林生态系统的碳循环之旅。近日，该项目取得可喜成果。研究发现，土壤微生物就像“幕后英雄”般，在其中起到至关重要的作用。

这里是天然实验室

地处闽赣交界地带的武夷山，拥有世界同纬度保存最完整、最典型、面积最大的中亚热带森林生态系统。得天独厚的生态环境，使之成为全球生物多样性保护与研究的关键地区。

早前，武夷山国家公园福建管理局官宣生物资源本底调查成果。这场为期3年多的调查，覆盖了武夷山国家公园福建片区所有区域，共发现植物、昆虫、大型真菌等多个类别的34个新物种，还调查到10个中国新记录种。

不仅仅是新物种，与自然生态系统有关的诸多未解之谜，都可以在武夷山找到答案。

“武夷山国家公园内海拔1800米以上的山峰有30余座，拥有110多座超过1000米的山峰，其中主峰黄岗山海拔2160.8米，被称为‘华东屋脊’。”武夷山国家公园福建科研监测中心工程师刘文芳说，黄岗山从山脚到山顶，气候就像过山车般多变，依次演替出了常绿阔叶林、针阔混交林、针叶林、矮曲林、中山草甸等不同植被类型。这为科研人员探索大自然的奥秘提供了天然实验室。

近年来，武夷山国家公园福建片区与中国科学院、生态环境部南京环境科学研究所、南京林业大学等科研院所签订了一系列战略框架协议，合作开展生态科研项目。2023年启动的“武夷山不同海拔生态系统碳通量的研究”项目，便是要利用这大自然的馈赠，探索碳循环的奥秘，研究森林生态系统碳通量变化规律和调控机制。

小小微生物撬动大循环

在碳循环研究中，碳储量与碳通量是两个重要指标。如果把森林生态系统比作一个银行账户，那么碳储量相当于账户余额，碳通量则可类比为银行流水。经过两年多的监测调查和数据分析，项目组发现，不同类型植被碳储量和碳通量差异显著。

从碳储量看，草甸就像“贫困户”，“存款”捉襟见肘，阔叶林、混交林和针叶林则是家底殷实的“暴发户”；从碳通量看，阔叶林家的生意最红火，流水单又长又多，针叶林则门可罗雀，生意略显惨淡。

是什么引起了“贫富差异”？研究发现，这是多重因素共同作用的结果。

众所周知，海拔越高，气温越低，植被生长也变得更迟缓，光合作用和呼吸作用随之减弱。光合作用制造的有机物少了，固碳量自然就少了；呼吸作用消耗的有机物少，排碳量也跟着少了。换言之，同等条件下，高海拔地带的植被碳储量和碳通量要少于低海拔地区。

除了海拔因素，植被自身的生长特点、土壤条件，都影响着植被碳储量与碳通量。

阔叶林的叶片又宽又大，宛若火力全开的光伏板，能更高效进行光合作用，固定更多空气中的二氧化碳。高海拔地区的土壤养分比较丰富，植被也长得更好，对碳的吸收和释放也更活跃，从而影响了碳储量和碳通量。

在这个过程中，微生物是容易被忽视的“幕后英雄”。

“土壤微生物在代谢过程中，通过分解和转化土壤中的有机物，影响碳循环。”项目组成员、南京林业大学教授徐侠说，这位“幕后英雄”能否发挥十八般武艺，与其所处的环境，特别是土壤中的养分与酶活性休戚相关。

高海拔地区的土壤就像“营养丰富的大礼包”，有效磷含量高，能让土壤酶活性大大提高，为微生物提供了充足的食物来源。吃得越多，干活就越起劲。微生物代谢就像被按下了“加速键”，能够更高效地分解有机物，把其中的碳释放出来或者固定住。反之，到了低海拔地区，土壤养分没那么多，像个“小瘦包”，微生物参与碳循环的程度和效果也就不一样了。

加快解锁森林“碳密码”

其实，土壤养分对微生物的影响，在全球陆地生态系统里都很常见。

热带地区像个“大火炉”，高温多雨，磷就像调皮的小精灵，很容易淋失，微生物“吃”不到足够的磷，活力就会受到影响，分解有机物的能力下降，碳循环的速度和效率也就跟着改变了；寒带地区则像个“大冰箱”，温度低，微生物就像被“封印”了一样，对有机物的分解作用就变小了，碳循环的过程也就不那么顺畅了。

“土壤微生物的变化，对陆地生态系统的碳循环有着至关重要的影响，它们之间相互关联，共同维持着生态系统的平衡。”徐侠说。

通过研究，项目组不仅探究到碳通量和微生物之间的奇妙关系，还建立了碳通量—碳储量模型。这个模型既可以带着人们“穿越”到过去，复盘武夷山国家公园近30年碳储量的历史状况和动态变化规律；又像一个超级“预言家”，能准确预测不同植被类型在未来气候变化下的碳动态变化

“该研究成果不仅能为国家公园体系的碳汇核算提供科学范式，更将推动建立以提升生态系统服务价值为导向的绿色发展新机制，助力武夷山国家公园更好地管理森林资源，为全球陆地生态系统碳循环研究提供了重要支持， 对我国实现‘双碳’目标具有重要意义。”刘文芳说。

作为全国最“绿”省份，福建正加速解锁森林生态系统里的“碳密码”。记者从福建省林业局获悉，近年来，全省实施“武夷山不同海拔生态系统碳通量监测与研究”“福建省主要林分类型碳汇计量及动态监测”“基于碳汇功能提升的针叶人工林提质增效研究”等10多个涉及林业碳汇的省级林业科研项目立项，进一步加强林业碳汇基础研究。同时，福建还组织开展全省林业碳汇专项调查，按照森林类型、起源和龄组选取森林样地，开展乔木层、灌木层、草本层、枯落物、枯死木生物量和土壤有机碳调查，构建了福建林业碳汇计量监测体系。