​人们发现北方森林土壤中的锰会损害这些北方重要栖息地的碳储存能力。

北方森林主要位于高纬度寒冷地区，据估计储存了世界近 30% 的土壤碳，使其成为世界上最大的陆地碳库。这种储存的碳主要存在于森林的腐殖质层中，其中含有分解的树叶和其他有机物。

杜克大学研究人员领导的一项全球长期研究发现，该层中锰含量较高会刺激土壤有机质的分解，并比含锰较少或不含锰的林地释放更多的二氧化碳。该研究成果于 3 月 19 日发表在《美国国家科学院院刊》 (PNAS) 上。

“传统观点认为，这些森林就像一个全球碳库，碳被放入库中，而不是被取出，”杜克大学尼古拉斯环境学院名誉教授、研究合著者威廉·H·施莱辛格说。施莱辛格说：“这些发现揭示了金库中的裂缝，随着时间的推移，足够的锰会刺激二氧化碳释放到大气中，这对缓解气候变化的努力和全球碳循环具有影响。”

某些工业过程，例如金属冶炼或含锰燃料的燃烧，可能会释放空气中的锰，这些锰随后沉积在顺风的土壤中。

这是许多人类活动之一，例如燃烧化石燃料、砍伐森林和土地利用变化，这些活动扰乱了自然碳循环，导致大气二氧化碳浓度增加，从而导致全球变暖和气候变化。

“碳盘查仍然是一门不断发展的科学，”主要作者、中国科学院研究生张云宇说。 “弄清楚哪些因素调节[北方森林土壤]这个巨大的碳库至关重要，特别是考虑到持续的……工业化。”

研究人员分析了全球北方森林和中国大兴安岭14年来(2009年至2023年)施锰肥土壤的数据。结果显示，交换性锰(植物可以用作营养物质的锰的一部分)的水平决定了北方森林土壤中储存的碳量。四年后，施用锰肥的土地上的碳储存量下降了近 13%，这意味着更多的碳被释放到大气中。

“为了制定有效和可持续的策略，了解微量营养素和碳储存之间复杂的相互作用至关重要，”张说。 “考虑到人类活动的影响，预测这些相互作用如何长期发挥作用更为重要。”

施莱辛格强调需要进一步研究和采取行动，并指出研究结果强调了土壤养分动态(例如可交换锰水平)在减缓气候变化努力中的重要性。

他敦促进一步研究锰在土壤和空气中、对陆地碳排放、北方森林生态系统和减缓气候变化的作用。

“不存在众所周知的万无一失的金库或绝对的森林汇，”施莱辛格说。 “我们需要采取综合方法来管理土地和减缓气候变化。传统上，气候被认为是碳储存的一个主要因素，但我们现在看到，锰也是一个关键指标，而这一指标长期以来一直被忽视和低估。”

国家自然科学基金委员会和中国科学院共同资助了这项研究。