植树造林和扑灭野火并不一定能使自然生态系统的碳储存最大化。一项新研究发现，规定的燃烧实际上可以锁定或增加温带森林、热带草原和草原土壤中的碳。
这一发现指出了一种操纵世界碳捕获和储存自然能力的新方法，这也有助于维持自然生态系统过程。结果今天发表在《自然地球科学》杂志上。
“在森林中使用受控燃烧来减轻未来野火的严重程度是一个相对众所周知的过程。但我们发现，在包括温带森林、大草原和草原在内的生态系统中，火可以稳定甚至增加土壤碳，”该报告的第一作者、剑桥大学植物科学系的 Adam Pellegrini 博士说。
他补充说：“全球自然生态系统中的大多数火灾都是受控燃烧，因此我们应该将其视为一个机会。人类正在操纵一个过程，所以我们不妨弄清楚如何操纵它以最大限度地提高土壤中的碳储存量。”
火灾会燃烧土壤中的植物物质和有机层，在严重的野火中，这会导致碳的侵蚀和浸出。丢失的土壤碳可能需要数年甚至数十年的时间才能重新积累。但研究人员表示，火灾还可能导致土壤内部发生其他变化，从而抵消这些直接的碳损失，并可能稳定生态系统的碳。
火以多种方式稳定土壤中的碳。它产生的木炭非常抗分解，并形成“聚集体”——可以保护中心富含碳的有机物质的物理土壤团块。火还可以增加与土壤中矿物质紧密结合的碳量。
“当火灾的频率和强度恰到好处时，生态系统可以储存大量的碳。这完全是关于从死植物生物量进入土壤的碳与因分解、侵蚀和浸出而从土壤中排出的碳的平衡，”佩莱格里尼说。
当火灾过于频繁或剧烈时——就像在密林中经常发生的情况一样——它们会燃烧所有死去的植物材料，否则这些植物材料会分解并将碳释放到土壤中。高强度的火灾还会破坏土壤的稳定性，从矿物质中分离出碳基有机物质并杀死土壤细菌和真菌。
在没有火的情况下，土壤碳被循环利用——植物中的有机物被微生物消耗并以二氧化碳或甲烷的形式释放。但不常见的、较冷的火灾可以通过形成防止分解的木炭和土壤团聚体来增加土壤碳的保留。
科学家们说，还可以通过管理生态系统来增加土壤中储存的碳量。草原中的大部分碳储存在地下，即植物的根部。控制燃烧有助于促进草的生长，可以增加根系生物量，从而增加储存的碳量
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