观潮 · 模式预报与气象 AI 观察

24 年森林土壤甲烷观测给出相反结论:德国西南部 13 个站点吸收量年均上升约 3%

2026-10-18

> 哥廷根大学与 FVA 分析了目前世界上最完整的森林土壤甲烷吸收长期观测集合:德国西南部 13 个森林站点、最长 24 年的记录,发现土壤吸收的甲烷量平均每年上升约 3%,并把这一上升与降水减少、气温升高联系起来。这一结论与若干国际整合分析给出的「森林土壤甲烷吸收在下降」相反。作者的措辞很克制:这不意味着气候变化对森林整体有利,只说明它对甲烷吸收的影响随局地温度、降水格局和土壤条件而显著不同;而短期研究或把差异很大的环境混在一起的分析,很可能看不到这种只在多年尺度上才显形的变化。

缺的是哪一块

甲烷是强温室气体,但土壤里的微生物能在它积累到大气之前把它分解掉。森林土壤到底在吸收多少甲烷、这个吸收量随气候怎么变,此前主要靠整合分析(meta-analysis)来回答——这类研究把大量单项研究合在一起找总体规律,其中不少结论是森林土壤的甲烷吸收正在下降。

缺的是同一批站点、同一套方法、足够长的连续观测。这类数据的价值不在于某一年的绝对值,而在于能看出缓慢的趋势,而趋势恰恰是短期试验看不到的东西。

两套观测怎么做的

研究用的是 FVA 长期监测项目积累的土壤气体观测,有两条互相独立的观测路径:

方法 · 做法 · 用途

土壤气体廓线 · 每两周通过埋在地下的细管采集气体样品,实验室分析 · 刻画不同深度上气体的化学组成,追踪浓度多年变化

密闭箱法 · 把气密箱直接扣在土壤表面,监测箱内气体浓度变化 · 独立判断土壤是否在吸收甲烷,并算出吸收了多少

两条方法合起来,既给出了各站点甲烷吸收的整体图景,也能看它对环境条件变化的响应。

结果数字

量 · 数值

森林站点数 · 13 个(德国西南部)

记录长度 · 最长 24 年

甲烷吸收量变化 · 平均每年上升约 3%

关联因子 · 降水减少、气温升高

对照:美国迄今最大研究 · 因降水增加,甲烷吸收下降最多 80%

13 个站点之间的吸收量差异很大,但整体型态清楚:在降水偏少、气温偏高的时段,德国西南部的森林土壤清除大气甲烷的效率更高。

论文领衔者、哥廷根大学作物科学系的 Martin Maier 教授(此前参与过 FVA 的土壤气体监测项目)的原话是:美国迄今最大的研究发现降水增加导致甲烷吸收下降最多 80%,而他们在德国西南部做的这项「显著更全面的野外研究」得到了相反的结论;他们观测到研究区域内森林甲烷吸收的显著长期上升。

为什么干一点反而吸得多

机制分两步。第一步是气体在土里的传输:土壤被水饱和时,水填满了土粒之间的大量微小孔隙,气体更难通过;干燥的土壤里有更多充满空气的孔隙,大气甲烷可以走得更深。第二步是微生物消耗:甲烷进入土壤后,微生物把它当作能源利用并在此过程中分解掉,而升温能略微加快这类微生物活动,使它们消耗甲烷更快。

两个效应合起来,就解释了为什么在这批森林里,更暖、更干对应着更强的甲烷吸收。同时这也解释了与整合分析的分歧:降水增加会通过限制气体在土中的运移而降低吸收,干旱条件则产生相反效果——把不同环境混在一起平均,这两条相反的响应会互相抵消。

原文图

森林土壤与根系水分
森林土壤与根系水分

图:森林土壤剖面上的树干基部、根系与根毛。土壤孔隙里空气与水的比例决定了大气甲烷能向土中扩散多深——土壤被水填满时气体运移受阻,偏干时孔隙里有更多空气通道,这是「越干吸收越多」这一关系的物理基础。

作者承认的限制

一句话判断

在德国西南部这片长期观测网里,更暖更干让森林土壤变成更强的甲烷汇,年均约 3% 的上升与「甲烷吸收正在下降」的总体判断相反——分歧的根源可能不在哪一方测错了,而在于降水变化的方向不同。

在观潮中打开(含配图与交互)→