武漢植物園揭示森林恢復對土壤碳氮庫的影響機制

　　森林恢復工程被認為是具有固碳效應、減緩氣候變化的一項有效手段。森林對土壤碳氮庫的最終結果是否為積極影響，主要取決于土壤碳氮庫輸入（如地上植被凋落物、地下根生物量和分泌物輸入）與輸出（如微生物作用下的碳降解）兩個過程的平衡度。由于時間和空間異質性，森林恢復對土壤碳氮庫動態的影響是不確定的，且有待于從機制層面進一步探究。

　　為了揭示森林恢復對土壤有機碳氮庫影響的動態機制，中國科學院武漢植物園博士竇曉琳在研究員程曉莉的指導下，運用土壤組成分餾和自然豐度穩定同位素相結合的方法技術，揭示了丹江口庫區森林恢復下的各土壤物理組分的有機碳氮的動態變化。結果表明，森林恢復過程中主要是通過增加土壤大團聚體(> 2000 μm)和土壤閉蓄態顆粒有機質iPOM (65-87%)中的碳含量進而增加了土壤總碳儲量。而森林中的土壤團聚體(< 2000 μm)中的有機氮含量卻低于灌叢和農田，這主要與森林土壤中高碳氮比的植物殘體輸入抵消了相對較多的生物量輸入帶來的影響有關。另外，土壤各組分氮同位素（δ15N）的值反映出了農田具有最大的土壤有機碳降解水平，而森林土壤的確可以增強土壤有機質組分的物理保護從而減緩碳降解，減少碳損失。該研究表明土地利用類型的轉變，如森林恢復，可改變土壤團聚體分布與碳氮儲藏，進而影響陸地生態系統碳氮庫。該研究對丹江口庫區森林恢復工程帶來的生態系統碳積累過程的監測具有重要意義。

　　該研究得到國家自然科學基金(31270550, 31470557, 31130010)、國家關鍵技術研究與發展計劃(2011BAD31B02)、中國科學院戰略優先研究項目(XDA05060500)的共同資助。相關研究成果以Shifts in soil organic carbon and nitrogen dynamics for afforestation in central China 為題，發表在國際期刊Ecological Engineering 上。