新研究揭示森林土壤碳穩定新機制

植物凋落物是森林土壤碳庫的重要來源，不同植物功能類型凋落物在土壤碳形成與穩定中的作用機制一直存在較大爭議。在國家自然科學基金等項目資助下，中國科學院華南植物園研究員劉占鋒團隊與江西農業大學教授毛瑢團隊合作，在森林土壤碳循環機制研究方面取得新進展。相關成果近日發表于《植物生態學報》（Journal of Plant Ecology）。

不同植物生長型凋落物分解驅動土壤有機碳形成與穩定的機制示意圖。研究團隊供圖

研究團隊以我國亞熱帶森林12種典型樹種為研究對象，包括落葉闊葉樹、常綠闊葉樹和常綠針葉樹，通過為期360天的培養實驗，并結合天然碳同位素（δ¹³C）示蹤技術，系統追蹤凋落物來源碳在土壤中的轉化過程，定量解析其在礦物結合有機碳（MAOC）和顆粒有機碳（POC）等關鍵碳組分中的分配特征。研究發現，與傳統認識不同，盡管針葉樹種凋落物分解較慢、養分質量較低，但其在促進土壤有機碳積累與穩定方面的作用反而強于闊葉樹凋落物。

研究結果表明，針葉凋落物雖然分解速率比闊葉凋落物低18%–32%，但其對土壤有機碳凈積累的貢獻卻高出1.4–2.1倍，其碳轉化效率達到28%–32%，顯著高于闊葉凋落物的11%–19%。進一步分析發現，針葉凋落物能夠顯著促進礦物結合有機碳（MAOC）的形成，而MAOC在土壤有機碳凈增加量中的貢獻超過一半，表明礦物保護機制在土壤碳長期穩定中發揮關鍵作用。

該研究揭示了凋落物質量調控土壤碳穩定的重要機制，為提升森林生態系統碳匯能力和優化森林恢復策略提供了新的科學依據。

相關論文信息：https://doi.org/10.1093/jpe/rtag040