密歇根州蘭辛市——經過十多年的研究，一個科學家團隊發現，透過向環境中釋放一種汙染物，我們可能有助於捕獲另一種汙染物。美國國家科學基金會一項歷時最長的研究結果表明，向土壤中新增氮會促使北方硬木林吸收更多捕獲熱量的二氧化碳。
氮作為大氣中最豐富的元素，在生態系統中發揮著重要作用，科學家和政策制定者對此越來越關注。越來越多的證據表明，隨著人類向環境中排放更多的氮，森林可能成為更大的碳匯，並有助於緩解氣候變化。但專家警告說，這是一項危險的實驗，可能會產生嚴重的後果。
氮來自多種來源：農用肥料、汽車尾氣、工廠和發電廠排放。科學家預計，本世紀氮沉降量將比目前水平躍升兩到三倍，這將極大地影響地球的環境和溫度調節器。
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國際氮倡議北美主任艾倫·湯森德說：“認識到人類對氮迴圈的影響對氣候具有重大影響，這一點非常重要。”
這就是內華達大學裡諾分校的庫爾特·普雷吉策及其研究同事實際上在密歇根州北部對四片實驗森林施肥的原因。他們施用的氮濃度是目前濃度的兩到三倍——大約是社會預計在未來一個世紀排放的量，這要歸因於肥料和燃料使用量的增加。
正如預期的那樣，樹木生長迅速，新形成的木材吸收和儲存了更多的碳。令人驚訝的是森林地面上發生的事情。
科學家在那裡發現，樹枝和其他樹木凋落物的分解速度減慢了。木質素——賦予蔬菜脆感且非常擅長儲存碳的堅韌物質——被證明更能抵抗森林地面微生物的侵蝕。
普雷吉策說，這些微生物是“碳轉化的守門人”。
他說：“我們沒有預料到的是，土壤中碳的儲存會因氮的新增而直接改變。我認為，真正新穎的部分是微生物群落實際上發生了改變。”
密歇根大學的團隊成員唐納德·扎克說，這意義重大。由於微生物對木質素的分解減緩，更多的死亡植物物質會留在土壤中。
扎克說，這些凋落物捕獲的碳與生長旺盛的樹木一樣多——這大大提高了森林吸收碳排放的能力。
扎克警告說，科學家們尚不瞭解減緩分解的機制。如果要了解森林在碳固存中發揮的作用，這是他們需要回答的關鍵問題。
密歇根理工大學的團隊成員安德魯·伯頓說，該團隊的發現可能有助於構建更精確的氣候變化模型。他說：“既然[氣候建模者]已經掌握了大的通量，剩下的就是很多微調的事情了。”
然而，存在一些主要的注意事項。普雷吉策警告說，不應將氮視為氣候救星。
首先，向大氣中排放氮氣有很多缺點，包括生物多樣性喪失、霧霾形成以及森林、溪流和湖泊酸化。普雷吉策說：“如果暗示氮沉降是一件好事，那將是一個錯誤。”
其次，實驗森林都已達到飽和，即氮無法再被吸收，而是滲入地下水的程度。扎克說，該小組的模型預測，未來的森林也將同樣飽和。他說：“如果整個地區的森林都像這些森林一樣做出反應，那麼氮滲入水生生態系統的現象將會增加。”
伯頓說，一些滲漏可能不是壞事，因為附近的植物可能會吸收過量的氮。但是，飲用過量氮水的人面臨健康風險，最明顯的是所謂的藍嬰綜合徵，這是一種可能致命的血液疾病，會影響嬰兒。
一旦氮進入水道，它就會進入湖泊和海洋，在那裡它可能導致“死亡區”，即沿海地區，過量的營養物質導致浮游植物爆炸性生長，奪走水中的氧氣，使需要氧氣的水生生物窒息。
最後，也許最令人擔憂的是，密歇根州立大學生物地球化學環境研究計劃聯合主任納撒尼爾·奧斯特羅姆說，用氮飽和森林“很可能”會導致更多的氧化亞氮排放——一種強效溫室氣體。
科學家說，其他地區的氧化亞氮排放甚至可能抵消北方森林作為碳匯的氣候效益。
湯森德說，關於人為造成的氮沉降是透過這些排放加速氣候變化，還是透過促進植物生長和減緩分解來減緩氣候變化，目前尚無定論。“但我懷疑我們正在加速它，”他說。“我們改變氮迴圈的速度和規模相當可怕。”
這篇文章最初刊登在The Daily Climate，氣候變化新聞來源，由非營利媒體公司環境健康科學出版。