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土壤有机碳（SOC）对生态系统意义重大，其形成和分解受叶、根凋落物影响。研究人员通过 13C 标记凋落物培养实验，发现叶、根凋落物对新 SOC 形成和分解的影响随土壤深度和培养时间变化。该研究为预测 SOC 动态提供依据。
在地球的生态系统中，土壤就像一个巨大的 “碳库”，储存着大量的碳元素。土壤有机碳（SOC）在陆地生态系统中扮演着至关重要的角色，其储量大约是陆地植被碳储量的三倍。增加 SOC 的储存量，有助于吸收大气中的二氧化碳（CO?），缓解全球气候变化。在森林生态系统里，1 米深的土壤中储存着 44% 的 SOC，而树叶和树根的凋落物是 SOC 的主要来源，它们通过微生物的作用形成新的 SOC。
然而，目前人们对于叶和根凋落物如何影响新形成的 SOC 的形成和微生物分解过程，还没有完全弄清楚。以往的研究存在一些问题，比如大多是通过间接方法测量 SOC 的变化，难以准确区分叶和根凋落物对 SOC 形成的具体贡献，也无法直接衡量新形成的 SOC 的分解情况。所以，准确了解叶和根凋落物来源的 SOC 的形成和分解过程，对于预测全球变化下 SOC 的动态变化至关重要，这也促使了研究人员开展相关研究。
中国的研究人员在会同森林生态系统国家研究站展开了研究。他们利用 13C 标记的叶和根凋落物进行野外和实验室培养实验，试图揭示叶和根凋落物对 SOC 形成和分解的影响。该研究成果发表在《Applied Soil Ecology》上，为深入理解森林土壤碳循环提供了重要依据。
研究人员采用了两项关键技术：一是野外微宇宙培养实验，将 13C 标记的叶和根凋落物添加到土壤中，模拟自然环境，以定量研究叶和根凋落物来源的 SOC 的形成；二是实验室培养实验，利用野外培养后的土壤样本，评估新形成的叶和根凋落物来源的 SOC 的微生物分解情况。
新土壤有机碳的形成
通过三因素方差分析发现，凋落物类型、土壤深度、培养时间及其相互作用，均对新凋落物来源的 SOC 形成有显著影响。在野外培养 1 - 2 年后，0 - 5 厘米土层中，新根凋落物来源的 SOC 量分别是新叶凋落物来源的 SOC 量的 50.8% 和 65.7%；而在更深土层中，新根凋落物来源的 SOC 比叶凋落物来源的 SOC 高 110.2% - 688.9%。培养 3 年后，各土层中根凋落物来源的 SOC 量都高于叶凋落物来源的 SOC 量，并且表层土壤中根凋落物来源的 SOC 量随时间增加。这表明在不同土壤深度和培养时间下，叶和根凋落物对新 SOC 形成的贡献存在差异。
新土壤有机碳的微生物分解性
新根和叶来源的 SOC 分解性随土壤深度和培养时间没有明显规律，但野外培养前两年的分解性（0.57% - 1.16%）显著高于第三年（0.09% - 0.29%），说明新形成的 SOC 随着时间推移变得更加稳定。研究还发现，新形成的 SOC 的微生物分解性受土壤微生物生物量氮和亮氨酸氨肽酶活性的控制。
综合来看，该研究明确了叶和根凋落物对新 SOC 形成和分解性的影响在不同土壤深度和培养时间下存在差异。这一研究成果为准确预测全球变化下森林土壤 SOC 的动态变化提供了直接的实验依据，有助于深入理解森林生态系统的碳循环过程，对制定合理的森林管理策略、促进土壤碳固存和缓解气候变化具有重要意义。它让人们更加清楚地认识到土壤中碳的 “来龙去脉”，为保护和改善生态环境提供了关键的科学支撑。
