惊！植物入侵对土壤有机碳（SOC）分解及温度敏感性（Q10）的跨土层影响，为人工林林下管理指明方向

为探究植物入侵对人工林土壤有机碳（SOC）分解及其温度敏感性（Q10）的影响机制，研究人员以杨树人工林为对象开展研究。结果发现，加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）入侵加速了 SOC 分解并提高 Q10 ，强调了林下植被管理的重要性。

　　在全球生态环境变化的大背景下，植物入侵现象愈发猖獗。它就像生态系统里的 “不速之客”，肆意改变着生态系统的结构和功能。可人们大多把目光聚焦在植物入侵对地上部分的影响，对其在土壤层面的 “小动作” 却知之甚少。土壤有机碳（SOC）作为调节生态系统碳固存的关键角色，在全球碳循环中占据着举足轻重的地位。它的分解过程以及对温度的敏感性（Q₁₀） ，直接关系到大气中二氧化碳（CO₂）的浓度，进而影响着全球气候。然而，植物入侵究竟如何影响 SOC 分解和 Q₁₀ ，尤其是在不同土层中的作用机制，仍是谜团重重。与此同时，以往人们总觉得深层土壤中的 SOC 更稳定，忽略了它在碳循环中的动态作用。但近年来的研究发现，深层土壤中的 SOC 对环境变化的反应可能比表层土壤更强烈。这些未知和误解，让科学家们决心深入探究，为解开生态系统碳循环的谜题寻找线索。

为了攻克这些难题，来自国内研究机构的研究人员，将目光投向了江苏盐城东台林场的杨树人工林。这里，加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）这一全球性的入侵植物，正在 “大肆扩张”，为研究提供了绝佳的天然样本。研究人员围绕这片被入侵和未被入侵的杨树人工林，开展了一场别开生面的研究。他们采集了表层土壤和深层土壤样本，进行了为期 28 天的培养实验，试图从各个角度揭开植物入侵影响 SOC 分解和 Q₁₀ 的神秘面纱。

研究人员采用了土壤采样分析技术，在选定的研究区域内，按照规范方法采集不同土层的土壤样本，获取土壤的各项理化性质、微生物指标等数据。同时，利用室内培养实验技术，模拟不同温度条件，监测土壤有机碳的分解情况，从而计算出 Q₁₀ 值，精准量化土壤有机碳分解对温度变化的响应。

入侵对生物和非生物变量的影响

研究发现，加拿大一枝黄花入侵对土壤性质、底物有效性、酶性质和植物输入产生了显著影响。它虽然没有明显改变土壤容重（BD）、总氮（TN）和溶解性有机碳与铵态氮比值（DOC:AN） ，却增加了土壤有机碳（SOC）、碳氮比（C:N）、铵态氮（AN）和溶解性有机碳（DOC）含量，降低了土壤 pH 值。在酶活性方面，入侵使碳水解酶、氧化酶和酶碳氮比升高，不过对氮、磷水解酶以及酶碳磷比、酶氮磷比影响并不显著。

入侵增加了表层土壤和深层土壤的 SOC 分解

加拿大一枝黄花入侵显著促进了杨树人工林中 SOC 的分解。其原因主要有以下几点：一方面，入侵大幅增加了林下植被生物量，为土壤微生物提供了更多的能量和易分解的有机物质；另一方面，入侵改变了土壤的理化性质，增强了底物有效性，让微生物 “吃得更饱”，活动更活跃，从而加速了 SOC 的分解。

结论

通过野外采样和室内培养实验，研究表明加拿大一枝黄花入侵加速了杨树人工林中 SOC 的分解，并提高了其 Q₁₀ 值。这种影响在表层土壤和深层土壤中均有体现，意味着杨树人工林在遭受入侵后，土壤碳损失可能远超预期。同时，Q₁₀ 值随着入侵和土壤深度增加呈上升趋势，说明深层土壤中的 SOC 分解对温度变化更为敏感。这一研究成果发表在《CATENA》上，为全球生态系统碳循环研究提供了重要的数据支持。

这项研究有着不可忽视的意义。它打破了传统认知中认为植物入侵主要影响表层土壤的观念，证实了深层土壤 SOC 动态对植物入侵同样敏感。这提醒人们，在评估植物入侵对生态系统的影响时，必须把深层土壤纳入考量。此外，研究结果还强调了人工林林下植被管理的重要性。在未来气候变暖的大趋势下，合理管控林下植被，防止有害植物入侵，对维持人工林土壤碳固存能力、缓解区域碳 - 气候反馈至关重要。它为人工林的科学管理提供了理论依据，有望助力生态保护和可持续发展，让人类在与生态环境的和谐共处之路上迈出更加坚实的步伐。