美國(guó)計(jì)劃修建“深層土壤生態(tài)系統(tǒng)室”。圖片來源：SECOND BAY STUDIOS

????地下一兩米深的地方是一個(gè)鮮為人知的生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)“隱秘的角落”可能對(duì)地球的未來氣候至關(guān)重要?？茖W(xué)家表示，這種深層土壤環(huán)境通常難以研究，在不干擾土壤結(jié)構(gòu)或寄居生物的情況下提取樣本非常棘手。美國(guó)杜克大學(xué)土壤科學(xué)家Daniel Richter說，越深就越難研究。

????《科學(xué)》網(wǎng)站報(bào)道稱，前不久，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)宣布出資1900萬美元建立一個(gè)新的研究設(shè)施，名為“深層土壤生態(tài)系統(tǒng)室”，旨在讓研究這一前沿領(lǐng)域變得更容易。該設(shè)施初步設(shè)計(jì)將在未來5年內(nèi)于愛達(dá)荷大學(xué)建成，擁有24個(gè)包含豐富儀器的土壤柱，頂部有用于種植植物的密封室。

????該設(shè)施中的生態(tài)系統(tǒng)將允許研究人員分析或改變地表3米以下的土壤環(huán)境條件。研究人員希望利用該設(shè)施研究深層土壤如何釋放碳并加速氣候變化、土壤微生物和植物如何相互作用，以及夏季暴雨和冬季嚴(yán)寒如何影響土壤等問題。該設(shè)施還可以成為新型深層土壤傳感器的試驗(yàn)臺(tái)。該設(shè)施計(jì)劃者希望能吸引美國(guó)各地的研究人員，同時(shí)進(jìn)行多個(gè)試驗(yàn)?？八_斯大學(xué)生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)家Sharon Billings說：“這個(gè)設(shè)施具有令人難以置信的潛力?！?/p>

????目前，歐洲大約有十幾個(gè)類似設(shè)施，但它們只允許研究人員對(duì)一到兩種土壤條件進(jìn)行修改。相比之下，新設(shè)施將允許研究人員操縱整個(gè)土壤柱的多個(gè)因素，包括溫度、濕度和二氧化碳濃度（能影響巖石風(fēng)化和土壤形成）等。他們還能模擬地下水的上涌，甚至凍融循環(huán)，后者能加速土壤發(fā)育。

????新設(shè)施還為研究包括無脊椎動(dòng)物在內(nèi)的深地生物打開了大門。該設(shè)施顧問、德國(guó)生物多樣性綜合研究中心生態(tài)學(xué)家Nico Eisenhauer說，我們對(duì)這些生物的活動(dòng)知之甚少，但它們隱藏的行為可以在新設(shè)施中被監(jiān)控。例如，聲波傳感器可以追蹤蚯蚓的活動(dòng)，而埋在地下的管道有小入口，可以收集和計(jì)數(shù)偶然進(jìn)入的微小無脊椎動(dòng)物。

????研究土壤碳的研究人員也能受益?？茖W(xué)家認(rèn)為，地表之下30厘米的區(qū)域，富含根和微生物，儲(chǔ)存了大部分土壤碳。但對(duì)更深的底土進(jìn)行的一些研究表明，這些區(qū)域可能至少含有與淺層土同樣多的碳，其中一些碳是由植物根系攜帶下來的。

????瑞士蘇黎世大學(xué)土壤生物地球化學(xué)家Michael Schmidt說：“這里有另一半被遺忘的土壤有機(jī)碳。”

????研究人員認(rèn)為，隨著地球升溫，深層土壤預(yù)計(jì)也會(huì)變暖。有試驗(yàn)表明，這可能會(huì)導(dǎo)致土壤向大氣釋放碳的速度比現(xiàn)在快30%到50%，從而加速全球變暖。氣候變化引起的降水變化也會(huì)帶來影響。例如，沙漠土壤特別是那些被活性氮污染的土壤變得更濕潤(rùn)，會(huì)導(dǎo)致一氧化二氮的大量排放。

????新設(shè)施首席研究員、愛達(dá)荷大學(xué)微生物生態(tài)學(xué)家Michael Strickland說，愛達(dá)荷州有各種各樣的土壤，他和同事們?nèi)栽诳紤]柱子中放置多少和哪種類型的土壤。捕捉不同類型土壤的動(dòng)態(tài)將是關(guān)鍵。（唐一塵）