在阿拉斯加的费尔班克斯以南大约两小时车程的地方，靠近德纳里国家公园的北端，有一排栅栏。在冬天，雪会堆积在栅栏后面，形成大约四分之一米高的积雪。这些漂流物，通过防止寒冷的冬季空气偷走冻土的热量来隔离冻土带的土壤，是一项试验的一部分，目的是探究冻土——即使在冻土带积雪融化时仍保持冰冻的土壤——如何受到全球变暖的影响。
“冻土是一种最独特的类型的土壤,“说Neslihan Taş,环境微生物生态学家劳伦斯伯克利国家实验室。“它比地球上任何其他土壤含有更多的碳，是大气中可用碳的两倍。“因为永冻层倾向于保持接近冰点的温度，即使在夏天，居住在这片土壤中的微生物也往往相对不活跃，所以这里的碳消耗比温暖的土壤更慢。”但研究人员推测，随着全球气温上升，微生物解冻并开始吃更多的东西，将土壤中储存的碳转化为二氧化碳和甲烷等温室气体，然后扩散到大气中。
看到“Neslihan Taş研究冻土微生物作为他们被气候变暖”
在之前的实验中，科学家从北极采集土壤样本，在实验室中加热，恒达平台官网发现二氧化碳排放量增加。然而，这些实验室研究在模拟微生物群落的复杂相互作用方面能力有限，因此北亚利桑那大学生态系统生态学家Ted Schuur和他的同事们决定建立一个现场实验。2008年的冬天，舒尔和他的同事们在阿拉斯加竖起了六道篱笆，在过去十年的冬天里，他们一直在那里隔离同一块永久冻土。
研究小组收集了每道栅栏周围的土壤样本——既有栅栏后的土壤样本，也有栅栏前的土壤样本，前者是冬天积雪堆积的地方，后者是土壤未被隔离的地方。研究人员分析了从土壤中提取的微生物DNA，以揭示该群落的生活方式和代谢活动。研究人员在7月报告说，经过4.5年的时间，隔热土壤的平均温度比不隔热土壤的平均温度高约1摄氏度，因此，生活在那里的微生物群落的组成和活性发生了迅速变化。
具体来说，研究小组发现，与二氧化碳和甲烷生产相关的物种和基因在隔热土壤中比在不隔热土壤中更丰富，这意味着随着气候变暖，苔原微生物可能确实会从土壤中释放出更多的温室气体。研究人员还发现，随着时间的推移，未隔热和隔热土壤中微生物组成的差异似乎在扩大。在大约一年的变暖之后，隔热土壤中的微生物群落仍然与未隔热土壤中的相似，但在4.5年之后，这种对比就很明显了。
“我们对微生物对气候变暖的快速反应感到惊讶，”该研究的合作者埃里克·约翰斯顿(Eric Johnston)说，他是佐治亚理工学院的研究生，现在是田纳西州橡树岭国家实验室(ORNL)的博士后研究员。特别值得注意的是，在隔热土壤深处产甲烷微生物的数量增加了。例如，在研究期结束时，研究小组发现，恒达平台在隔热土壤表面以下45到55厘米的土壤中，甲烷菌目微生物的数量是未隔热土壤的三倍。约翰斯顿说，在同一时期内，甲烷使大气变暖的程度是二氧化碳的30倍，所以从气候角度来看，这是一个“有点令人担忧的”发现。
ORNL微生物生态学家戴夫·格雷厄姆,他并没有参与这项研究,他说他发现微生物组成的变化在绝缘苔原引人注目,因为他和其他人的结果与数据收集在冻土微生物实验室。”某些微生物种群需要很长时间才能建立冻土解冻后,”他解释说。“例如，甲烷生产者似乎对冻结非常敏感。根据他的团队的实验室结果，格雷厄姆和他的同事们预测，长时间的变暖会让大量产甲烷的微生物生长——正如舒尔、约翰斯顿和他们的同事们所发现的那样。“很高兴看到这些(微生物)行为发生在实验室里，一直到野外。”
虽然目前的研究确定了微生物群落中存在的基因，但无法检测出哪些基因在产生蛋白质。“关键的(下一步)步骤之一是了解哪些基因实际上得到了表达:哪些生物体正在努力工作，它们在做什么?””格雷厄姆说。“另一个关键问题是:他们实际消费的是什么?”研究人员在论文中指出，由于进行了隔热实验，实验区的植物群落正变得越来越丰富。
除了永久冻土层中已经储存的较老的碳，植物还可以向土壤中提供新鲜的碳以供微生物分解。约翰斯顿说，区分这两种碳源很重要，因为如果微生物代谢的所有碳都来自新鲜的植物材料，那么大气中二氧化碳水平的波动将相对较小。另一方面，“如果封存了数百年或数千年的旧碳被重新呼吸，这将导致大气中二氧化碳浓度的长期增加。”
舒尔开始着手解决这些问题。在7月发表的另一篇论文中，他和他的同事们报告说，在一起分析时，经过五年的时间，隔热和不隔热的土壤平均每年损失5%的碳储存，这表明老的碳确实被当地的微生物群落所利用。根据对大气变暖的预测，到本世纪末，永久冻土层顶部55厘米的碳含量将减少78%。
研究人员在他们的论文中指出，他们仍然需要看看这些结果是否适用于北极周围的其他永久冻土层，但他们得出的结论是，这些发现表明，永久冻土层变暖将导致显著的温室气体排放。约翰斯顿说:“人们越来越认识到，为了提高气候预测的准确性，恒达平台官网:需要更好地将土壤微生物的过程及其对温度上升的反应纳入气候模型。”“这类研究为致力于改进这些模型的其他研究人员提供了信息。”