到古爾班通古特沙漠尋找“失蹤”的碳

被忽略的碳匯

多年來，國內外學者對森林、草地、高寒草甸、濕地、農田、海洋、極地生態系統等的碳平衡進行了大量研究，但沙漠生態系統卻一直被忽略。

中國科學家發現，古爾班通古特沙漠二氧化碳通量（單位時間內通過單位面積的二氧化碳垂直交換量）會隨時間變化而改變。這種變化受到多種環境因素的影響，包括光合有效輻射（對植物光合作用有用的陽光）、溫度、水分、植被等。特別是在未來暖濕化的氣候背景下，古爾班通古特沙漠生態系統表現出明顯的碳匯功能。這打破了沙漠生態系統僅作為碳源的傳統認知，沙漠可能是一個潛在的碳匯，這也為尋找碳失匯提供了一個新的方向。

“碳捕高手”現身

古爾班通古特沙漠氣候干旱，冬季最低溫度可達零下31攝氏度，夏季最高溫度可達41.7攝氏度。

這里降水稀少，年均降水量只有約150毫米，但年均蒸發量卻高達2000～2800毫米，這種蒸發主要集中在冬、春季節。

冬天，地面上會有約15厘米厚的積雪，春天雪一化，加上雨水，沙丘里的水分就多了起來，這為短命植物（在一個短暫的濕潤季節內完成其生活周期的某些一年生植物）的生長提供了好時機。古爾班通古特沙漠特別的地方在于，它是中國唯一一個冬天有積雪、春天能看到短命植物的沙漠。

在植被生長期（4～9月），這里的植被覆蓋度可超過50%。最常見的植物是梭梭和白梭梭，雖然它們看起來平平無奇，但卻是沙漠中重要的“固碳”能手。

沙漠植被——

“反向作息大師”

沙漠植被有著獨特的生存策略：白天烈日炙烤，它們會關閉氣孔以減少水分的蒸發，進入一種類似“休眠”的狀態；夜幕降臨后，氣溫下降而濕度上升，它們的氣孔會張開，大量吸收二氧化碳，為光合作用儲備必要的能量原料。

隨著新一天陽光的到來，植被開始進行光合作用，利用光能和已儲存的二氧化碳合成生長所需的有機物。這種巧妙的時間規劃，使得沙漠植被能夠在極端干旱的環境中找到一條獨特的生存之道。通過這種晝夜節律的適應，它們不僅在沙漠中存活下來，還為沙漠生態系統的碳循環貢獻了力量。

沙漠里的“短跑健將”

春季積雪融化后，古爾班通古特沙漠的短命植物迅速發芽、生長，在短短幾天內就能長出葉子，然后開花、結果。這段時間里，它們高效地進行光合作用，吸收大量的二氧化碳，并將其轉化為有機物固定在體內。

這些短命植物就像沙漠里的“短跑健將”，但在吸收二氧化碳這場比賽中，發揮著巨大的作用。

沙海“奇兵”——

土壤微生物

在古爾班通古特沙漠的土壤里，還生活著一群肉眼看不見的小生命，它們就是土壤微生物。

土壤微生物的種類繁多，有細菌、真菌、放線菌等。有些土壤微生物能夠將二氧化碳轉化為自身的細胞物質；有些土壤微生物通過分解有機物質釋放二氧化碳，但其殘體和代謝產物（如腐殖質）能長期保留部分碳，從而增加土壤碳儲量。

此外，土壤微生物和植物之間還存在一種奇妙的共生關系。植物通過光合作用吸收二氧化碳，制造出有機物。這些有機物一部分被用于植物自身的生長和發育，另一部分則通過根系分泌到土壤中，為土壤微生物提供能量來源。土壤微生物則可以改善土壤結構，增加土壤的通氣性和保水性，讓植物的根系更好地生長，從而吸收更多二氧化碳。

在古爾班通古特沙漠，從會“反向作息”的植被，到“短跑健將”的短命植物，再到土壤里的微生物“兵團”，每個生命都以獨特的方式參與著碳循環。中國科學家的發現，不僅揭開了沙漠生態系統的碳奧秘，更為全球碳循環研究打開了新視野。

知識鏈接

碳源

碳源是指向大氣釋放二氧化碳或其他溫室氣體的過程、活動或機制。簡單來說，碳源是向大氣“輸出”碳的地方。例如，煤炭、石油和天然氣的燃燒是最大的碳源之一，會釋放大量的二氧化碳。

碳匯

碳匯是指從大氣中吸收二氧化碳或其他溫室氣體的過程、活動或機制。簡單來說，碳匯是能夠“吸收”或“儲存”碳的地方。例如，樹木通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其轉化為有機物質儲存起來。森林是地球上最大的陸地碳匯之一。

碳失匯

碳失匯是指在全球碳循環過程中，通過各種方法計算的碳排放量與實際觀測的碳吸收量之間存在差異，即部分碳匯可能一直未被找到或未被準確量化。這種現象表明，我們對全球碳循環的理解尚不全面，可能存在一些未被發現或未被充分研究的碳匯來源。

（責任編輯 / 高琳" 美術編輯 / 周游）