森林在全球甲烷（CH4）收支中扮演关键角色，但其净通量的模型模拟仍存在较大不确定性。近日，华东师范大学生态与环境科学学院周小奇教授团队在国际顶级期刊《Trends in Microbiology》发表题为《Forests: methane sinks or methane sources?》的观点论文。该文指出，传统仅聚焦于土壤等单一组分的评估路径，难以涵盖森林内部多样的甲烷源汇过程。为此，研究团队明确提出构建“观测-模型一体化”综合框架，旨在精准量化森林CH4循环动态及其对气候系统的反馈效应。
森林CH4循环涉及产生、传输与消耗三个紧密耦合的环节。数据显示，全球森林土壤每年约吸收17.7 Tg CH4，树干吸收额外贡献了37.2 Tg CH4，而湿润树干和腐木则扮演排放源角色。论文强调，各组分简单相加无法反映净通量实况，若不加以整合，区域及全球收支估算将出现显著偏差。
图1 森林甲烷（CH4）动态过程与收支闭合研究框架综合示意图。图1A 展示了调控森林CH4通量的生物地球化学机制，系统刻画了土壤-植物-大气连续体中甲烷产生与氧化过程的净效应。图1B 则呈现了集成先进传感技术、同位素示踪与机理模型的研究路径，旨在实现森林CH4收支的闭合评估。
论文系统阐释了各组分的贡献（图1）：土壤在好氧条件下为CH4汇，但降雨和水文波动可在团聚体内形成厌氧微域，触发产甲烷活动，使土壤由汇转源；该过程受多重因子非线性调控，现有模型尚难以捕捉其临界响应。植物根系能绕过土壤氧化层，将深层CH4直接输送到大气，而心材和树皮的局部缺氧环境同样支持甲烷生成。值得警惕的是，虽然干燥树皮可吸收CH4，但树干基部湿润树皮及苔藓地衣覆盖区往往形成产甲烷条件，若忽视这一细节，净汇强度或被高估。叶际兼性甲烷氧化菌的发现预示林冠层可能是重要CH4汇，但全球数据稀缺；热带、亚热带白蚁等动物的排放贡献，则让森林CH4源汇格局更趋复杂。
面对当前研究在空间、时间分辨率和机理认知上的不足，论文提出三大策略：一是开发高耐受、快响应的激光光谱仪，耦合稳定同位素原位监测，精准定位融雪、暴雨触发的排放脉冲，弥补涡度相关法在密林中的数据盲区；二是在热带等观测薄弱区域加密布点，利用移动平台实现土壤—树干—冠层的立体同步测量，并借助贝叶斯同化和植被结构参数化实现尺度上推；三是在陆面模型中引入微生物生物量显式动力学、植物功能性状调控的深层甲烷传输路径，以及树表反应—传输模块，以期更完整地刻画全球变化和人为活动对森林CH4循环的影响，提升气候预测的可信度。
本论文由华东师范大学生态与环境科学学院周小奇教授担任文章通讯作者和第一作者，华东师范大学为论文第一完成单位。论文合作作者包括华东师范大学肖文胜博士、西班牙高等科研理事会国家生态研究与林业应用中心Josep Peñuelas教授。本研究由中华人民共和国教育部基础与交叉学科突破计划（No.JYB2025XDXM904）、国家自然科学基金（No.32171635）等项目资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tim.2026.07.007.
来源：周小奇教授课题组
