河流中的生命正在发生变化。河流和溪流中有机物的分解速度被温度的升高和营养物质的增加所破坏。数百名科学家使用帆布(画家使用的那种帆布)测量了六大洲500多条水道中植物碎片的降解速度。除了为整个地球找到一个标准和有效的方法外，这项庞大研究的作者还发现了全球模式，通过这种模式，树叶和其他植物残留物中的碳以二氧化碳的形式释放到大气中，或者被困在湖泊和海洋底部与河流相连。前者加速了气候变化，后者则有助于减缓气候变化。

如果说海洋是地球循环系统的动脉，那么河流就是毛细血管。大量的有机物质——估计每年有7.2亿吨——从陆地生态系统进入河流。这些植物残骸在通往大海的路上有几个目的地。其中很多都被微生物吸收了，这些微生物以植物的残骸为食，形成了食物链和生命循环的基础。当植物化合物降解成它们的基本成分时——这一过程被称为分解代谢——很大一部分以二氧化碳或甲烷的形式释放到大气中，甲烷是一种比二氧化碳严重得多的温室气体。

这数百万吨中的三分之一最终被困在河流结束旅程的地方，比如洪泛区、湖泊和海洋，在那里停留了几十年、几百年甚至上千年。其分布取决于分解速率;它的速度越快，被捕获和矿化的百分比就越低。但是，测量分解速度并以一种普遍的、可比较的方式进行似乎是不可能的。它涉及几十个因素，这些因素高度依赖于当地的条件，从土壤的酸度和温度到叶子的特征和现有的微生物。现在，在数百条水道中进行的800多项实验，首先发现了一个预测衰变的模型，然后，通过它，发现了控制衰变的全球模式。研究人员已经发布了这个模型，以便他们领域的其他科学家可以使用它。

这项发表在《科学》杂志上的研究测量了100多个变量，研究人员证实，温度和营养物质的可用性是影响分解速度最关键的因素。“正如生态学代谢理论所预测的那样，温度或多或少对微生物分解有直接影响，”来自西班牙巴斯克大学植物生物学和生态学系的Luz Boyero回忆道，他是该研究的合著者。热变量可以解释观测到的主要全球模式:有机分解的速率随着纬度的降低而增加。因此，退化率最高的地区是中美洲、西非(刚果河流经的地方)和东南亚。“但与完全分解的关系并不是那么直接，”Boyero补充道。他们观察到的是，虽然平均气温似乎不会改变降解速度，但它会受到水温的影响。

另一个关键变量是营养物质的存在。西班牙瓦伦西亚大学(University of Valencia)生态学教授安东尼奥·卡马乔(Antonio Camacho)解释说:“纤维素基本上是碳，但为了降解它，微生物需要植物中不存在的其他元素，比如氮或磷。”卡马乔的研究小组参与了这项研究，提供了来自地中海盆地伊比利亚河和南极水道的数据。上个世纪的绿色革命和农业生产的持续增长在很大程度上是由于化肥的使用。但其中许多最终进入河流或湖泊，改变了微观生态系统，这一过程被称为水富营养化，已成为全球威胁。卡马乔的团队去了河流的源头，将自然存在的营养物质与人为的营养物质分离开来。“通过这种方式，我们已经能够确定氮或磷等元素的可用性对分解速度至关重要，”教授总结道。

尽管涉及许多其他因素，但人类通过肥料的影响可以解释这项工作的一些结果。北美五大湖和中欧河流位于中纬度地区，它们降解有机物的速度几乎与刚果河或恒河相同，恒河被认为是地球上退化最严重的河流之一。与此同时，大型亚马逊水体，如奥里诺科河或亚马逊河，比例相对较低。多瑙河和雅鲁藏布江有什么共同之处?它们穿过人口密集的地区，由大量使用化肥的农业维持。这种地理格局也出现在高纬度地区。加拿大、北欧国家的河流，以及西伯利亚的河流，在较小程度上，降解有机物的速度非常慢，只有卡马乔的团队在他们的一个基地所在的南极岛的水道中观察到的速度才能超过。

这项研究是由数百名科学家利用帆布进行的。“这是一种标准化的材料，具有固定的纤维素百分比和织物张力，”卡马乔说。帆布是由富含纤维素的棉纤维制成的，纤维素是植物中最常见的植物聚合物。利用它，科学家们正在寻找一种标准方法，这种方法将适用于整个地球，并且不受局部变量的影响。卡马乔解释说:“我们根据纤维条的张力损失来确定分解速度，这表明纤维素正在降解。”这种降解的主要产物是碳。通过用35个植物属的叶子重复这些实验(加上以前当地研究的数据)，研究人员能够验证这种基于纤维素的方法来预测几乎任何河流的分解率。

加泰罗尼亚水研究所(ICRA)的负责人Vicenç Acuña指出:“树木是二氧化碳的储存库，它们的木材可以保留碳几个世纪，但也有树叶。”很大一部分落叶最终流入河流，要么是因为它们是落叶，要么是因为它们的自然更新。他补充说:“人们认为，大多数碳最终进入了其他碳汇，比如湖泊和海洋的底部。”“但现在我们知道，它在河流中分解，碳到达大气，反馈给气候变化。”对于Acuña来说，这项新研究的最大贡献是它找到了一个模型来预测几乎所有河流的这一过程的速度。

肯特州立大学的大卫·科斯特洛(David Costello)也是这项研究的作者，他指出了这些变化的另一个影响，他解释说:“河流中更快的分解意味着更多的二氧化碳返回到大气中，而不是流向下游的湖泊、河口和海洋，在那里它可能被长期掩埋和储存。”