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用简陋的茶包就可探测北极冻土地带的碳排放。 出门旅游，你一定见过茶包吧，那是酒店为客人们备的。茶叶装在一个小纸袋里，纸是半透的，外面拴着一根细线。泡茶时，你拎着细线，把茶包往杯子里一放；茶泡淡了，就直接拎出来扔掉。 这样一个极其普通的茶包，你可能想象不到，如今在生态学家手里派上了大用场。这么说吧，我们对当今全球最大的生态问题——气候变暖的准确了解，还有赖于这茶包呢。 喝茶喝出来的灵感 小小茶包是如何担负起如此重大的使命的呢？这要追溯到2010年。当时荷兰乌得勒支大学的约斯特·库斯坎普和朱迪丝·萨尼尔是两位研究土壤中植物质分解的生态学家。他们的日常工作是将枯死的植物质材料（枯叶、树枝和其他有机物质）填塞到数百个小袋子里，将袋口缝或粘起来，称重，然后埋到地下；过段时间，挖出袋子，重新称重，以便追踪腐烂的进程。 但这种小袋子里装的枯叶、树枝和其他有机物质，由于种类不同，各类有机物质的比例也不好控制，所以无法用统一的标准测量它们，这样统计出来的它们腐烂进程的数字也很难反映实际情况，其科学性也大打折扣。 在一次喝下午茶的时候，两人坐在一起，抱怨这项工作既耗时又乏味。他们凝视着茶杯底，沉思着说，要是有什么省事点的办法就好了。 茶包！他们灵机一动，突然想到了这个妙主意。使用现成的茶包，不仅省去了所有缝和粘的工作，而且，在世界各地使用的同一种茶包基本同属于一种类型，就像工厂里生产的标准件一样，将为他们的研究提供一套标准的工具。 当微生物（包括真菌和细菌）分解死去的植物时，会释放二氧化碳，这就是通常所说的“腐烂”。植物腐烂的速度，既取决于自身的性质（比如，草叶就比树枝更易腐烂），也取决于环境条件，如湿度、温度、土壤酸度以及土壤中存在的微生物类型等。 腐烂过程一般来说分成两个阶段。第一阶段，所有容易降解的有机物质被微生物迅速分解，这一阶段速度较快；下一阶段速度就慢下来了，留下的都是不容易分解的东西，所以分解时间会长些。 经过多次尝试，库斯坎普和萨尼尔认识到，通过将两种不同类型的茶包埋在一起2至3个月，他们可以同时获取两个阶段的数据。一种茶包装绿茶，绿茶分解迅速，可以用来测量第一阶段的腐烂速度。另一种茶包装红茶，红茶分解缓慢，可用于测量二阶段的腐烂速度。所有腐烂过程统一用这两种茶包的分解速度来衡量；由此，茶包指数诞生了。 用茶包研究北极生态 自2013年他们公开这个方法以来，茶包的使用已在生态学研究中普及开来。2018年，由来自190多个研究机构的研究人员合作，发表了第一份关于土壤中植物质分解的全球比较研究报告。能够进行这样的全球比较，对土壤学家来说是一个巨大的飞跃。 研究人员观察了分布全球336个地点（这些地点分属9个不同生物群落，包括北方森林、赤道地区、地中海和北极冻土地带）的土壤中两种茶包的分解速度。他们发现，红茶的腐烂速度总是比绿茶慢得多，这让他们确信，茶包指数在大不相同的地理区域和生物群落中是起作用的。而且，正如所料，两种茶叶在温暖、潮湿的环境中腐烂更快。 茶包指数为我们研究北极地区的生态提供了便利。众所周知，两极地区的生态对于我们了解全球气候非常关键。北极地区长期处于低温，那里的冻土中植物的腐烂速度一直较慢。长期的积累，使得大量的碳被固锁在冻土里。据估计，全球冻土地带以死去的植物的形式固锁住的碳，是大气中碳含量的两倍之多。历史上，这对于阻止全球气候变暖居功至伟。 但随着全球变暖，这种情况不再。冻土在悄悄解冻，气温升高导致那里的植物生长加快（对阻止气候变暖有利），而沉积到土壤中的植物，腐烂速度也在加快（对阻止气候变暖不利），情况有些错综复杂。我们急需知道，从冻土释放到大气中的碳有多快，影响有多大，会不会形成一个使事态变糟的恶性循环。 茶包实验给我们预警 为了解决这个问题，一个国际合作小组正在北极冻土地带开展茶包实验。研究人员在350多个地方埋下了茶包，目的是了解整个冻土带的植物腐烂速度如何随土壤、气温和湿度的变化而变化。分析正在进行中，虽然最终结论还未出来，但初步结果已足够引起我们警觉。 在科学家预料之中的是，植物腐烂最快的地方，往往也是最温暖和最潮湿的地方。但另外一点却出乎他们的预料。他们采用多个用于研究全球气候变暖的模型所使用的假设，原先预测，那里的植物腐烂速度在经过一阵“爆发”式地加快之后，将会渐渐趋于平稳，但实际情况并非如此。腐烂速度的加快，随着气温上升，似乎没有表现出遏止的倾向。 这就很危险了。我们可能低估了北极地区生态恶化的程度。此外，这也意味着，那些研究气候变暖的模型假设有误，有待更新。这一切对于我们更好地预测气候变暖的后果，制定一个切实可行的应对方案，非常重要。 库斯坎普和萨尼尔从未想过，当初他们为节省劳力的这一小小创新，有朝一日会产生这么大的影响。 |
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