新潟大學農學部的永野博彥助教、該校研究生院自然科學研究科的鈴木優里（博士研究生）等人的研究團隊，與九州大學、岡山大學、森林綜合研究所、日本東北大學、亞洲大氣污染研究中心、北海道大學等展開聯合研究，證實氣候變遷引發極端氣象頻發所帶來的劇烈幹濕交替，會大幅增加土壤的CO₂釋放。該研究有望為氣候變遷背景下的碳循環預測以及提高地球環境未來變化預測的準確性作出貢獻。相關研究成果已發表於9月4日的《Progress in Earth and Planetary Science（PEPS）》。
圖1.幹濕交替導致土壤CO₂釋放增加的機制（圖片提供：新潟大學）
大氣中CO₂濃度上升不僅造成全球暖化，還會影響全球水循環。已知這會引發極端天氣以及土壤乾燥與濕潤的交替（幹濕交替）。這種幹濕交替可能影響地球上最大碳庫——土壤的分解，以及由此產生的相當於全球人為排放量約5倍的CO₂釋放。
此前，研究團隊於2025年報告稱，土壤中活性金屬與有機物形成的錯合物成分含量越高的土壤，幹濕交替導致的CO₂釋放增大率越大。
因此，本次研究採集了北海道大學苫小牧研究林和九州大學北海道演習林的表層土壤與埋藏腐殖層（因歷史上火山灰堆積而埋藏於下層的古表層土壤），在模擬降水模式變化所引起的幹濕交替條件下進行28天室內培養，透過分析CO₂釋放量的變化進行驗證。
結果表明，所有土壤中，CO₂釋放量在幹濕交替條件下，相較於土壤含水量不變化的條件增大了1.4～4.8倍。
尤其是，在以微生物形式存在於土壤中的有機物數量（微生物生物量）較少、而富含活性金屬—有機物錯合物的埋藏腐殖層中，CO₂釋放增幅較大，表明僅靠微生物細胞破壞所導致的碳供給無法解釋這一現象。
此外，研究顯示，一直被認為是土壤有機碳重要穩定化機制的活性金屬—有機物錯合物成分，會因幹濕交替而變得不穩定，從而有可能將此前免於分解的有機碳作為新的可分解碳源供給微生物。同時該研究也提示，該錯合物可作為CO₂釋放增大規模的預測因子。
降低地球環境未來變化預測的不確定性
永野助教表示：「藉助埋藏腐殖層這一土壤中極具特點的土層，我與論文第一作者的鈴木以及各研究機構的聯合研究人員一起，向揭開幹濕交替伴隨的土壤CO₂釋放之謎又邁進了一步。在今後的研究中，我們將致力於進一步闡明幹濕交替導致的CO₂釋放增加與活性金屬—有機物錯合物成分之間的關係，並評估其中驅動機制的普遍性。本研究的目標是降低地球環境未來變化預測中存在的不確定性。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Progress in Earth and Planetary Science（PEPS）
論文：An evaluation on contribution of organo–metal complexes to enhanced soil CO₂ release during drying–rewetting cycles using buried humic horizon soils
DOI：10.1186/s40645-026-00843-6
