密歇根州兰辛市——经过十多年的研究，一个科学家团队发现，通过向环境中释放一种污染物，我们可能有助于捕获另一种污染物。美国国家科学基金会一项历时最长的研究结果表明，向土壤中添加氮会促使北方硬木林吸收更多捕获热量的二氧化碳。
氮作为大气中最丰富的元素，在生态系统中发挥着重要作用，科学家和政策制定者对此越来越关注。越来越多的证据表明，随着人类向环境中排放更多的氮，森林可能成为更大的碳汇，并有助于缓解气候变化。但专家警告说，这是一项危险的实验，可能会产生严重的后果。
氮来自多种来源：农用肥料、汽车尾气、工厂和发电厂排放。科学家预计，本世纪氮沉降量将比目前水平跃升两到三倍，这将极大地影响地球的环境和温度调节器。
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国际氮倡议北美主任艾伦·汤森德说：“认识到人类对氮循环的影响对气候具有重大影响，这一点非常重要。”
这就是内华达大学里诺分校的库尔特·普雷吉策及其研究同事实际上在密歇根州北部对四片实验森林施肥的原因。他们施用的氮浓度是目前浓度的两到三倍——大约是社会预计在未来一个世纪排放的量，这要归因于肥料和燃料使用量的增加。
正如预期的那样，树木生长迅速，新形成的木材吸收和储存了更多的碳。令人惊讶的是森林地面上发生的事情。
科学家在那里发现，树枝和其他树木凋落物的分解速度减慢了。木质素——赋予蔬菜脆感且非常擅长储存碳的坚韧物质——被证明更能抵抗森林地面微生物的侵蚀。
普雷吉策说，这些微生物是“碳转化的守门人”。
他说：“我们没有预料到的是，土壤中碳的储存会因氮的添加而直接改变。我认为，真正新颖的部分是微生物群落实际上发生了改变。”
密歇根大学的团队成员唐纳德·扎克说，这意义重大。由于微生物对木质素的分解减缓，更多的死亡植物物质会留在土壤中。
扎克说，这些凋落物捕获的碳与生长旺盛的树木一样多——这大大提高了森林吸收碳排放的能力。
扎克警告说，科学家们尚不了解减缓分解的机制。如果要了解森林在碳固存中发挥的作用，这是他们需要回答的关键问题。
密歇根理工大学的团队成员安德鲁·伯顿说，该团队的发现可能有助于构建更精确的气候变化模型。他说：“既然[气候建模者]已经掌握了大的通量，剩下的就是很多微调的事情了。”
然而，存在一些主要的注意事项。普雷吉策警告说，不应将氮视为气候救星。
首先，向大气中排放氮气有很多缺点，包括生物多样性丧失、雾霾形成以及森林、溪流和湖泊酸化。普雷吉策说：“如果暗示氮沉降是一件好事，那将是一个错误。”
其次，实验森林都已达到饱和，即氮无法再被吸收，而是渗入地下水的程度。扎克说，该小组的模型预测，未来的森林也将同样饱和。他说：“如果整个地区的森林都像这些森林一样做出反应，那么氮渗入水生生态系统的现象将会增加。”
伯顿说，一些渗漏可能不是坏事，因为附近的植物可能会吸收过量的氮。但是，饮用过量氮水的人面临健康风险，最明显的是所谓的蓝婴综合征，这是一种可能致命的血液疾病，会影响婴儿。
一旦氮进入水道，它就会进入湖泊和海洋，在那里它可能导致“死亡区”，即沿海地区，过量的营养物质导致浮游植物爆炸性生长，夺走水中的氧气，使需要氧气的水生生物窒息。
最后，也许最令人担忧的是，密歇根州立大学生物地球化学环境研究计划联合主任纳撒尼尔·奥斯特罗姆说，用氮饱和森林“很可能”会导致更多的氧化亚氮排放——一种强效温室气体。
科学家说，其他地区的氧化亚氮排放甚至可能抵消北方森林作为碳汇的气候效益。
汤森德说，关于人为造成的氮沉降是通过这些排放加速气候变化，还是通过促进植物生长和减缓分解来减缓气候变化，目前尚无定论。“但我怀疑我们正在加速它，”他说。“我们改变氮循环的速度和规模相当可怕。”
这篇文章最初刊登在The Daily Climate，气候变化新闻来源，由非营利媒体公司环境健康科学出版。