全球非叶凋落物碳质量格局及其驱动因素：跨植物功能类型与环境梯度的Meta分析

本研究通过整合全球279篇文献的996组数据，首次系统评估了非叶凋落物（树皮、枝条、花、果实等）初始碳(C)质量（总C、木质素、纤维素和半纤维素含量）的全球格局。研究发现不同组织间总C和纤维素含量差异显著，且受植物功能类型（被子/裸子植物、AM/ECM菌根类型等）和土壤特性的显著调控，为完善陆地生态系统碳循环模型提供了关键参数支撑。

　　

在全球气候变化背景下，理解陆地生态系统碳循环机制已成为生态学研究的前沿课题。传统研究多聚焦于叶凋落物的分解过程，却忽视了非叶凋落物（如树皮、枝条、根系等）的重要贡献——这些组织虽仅占凋落物总量的20%，却因其富含难降解的木质素等成分，对土壤矿物结合态有机碳(MAOC)的形成和长期碳封存具有决定性作用。现有碳循环模型普遍存在系统性偏差，主要原因在于缺乏对非叶凋落物碳(C)质量（包括总C、木质素、纤维素和半纤维素含量）的全球尺度认知。这种知识空白严重制约着对陆地生态系统碳汇潜力的准确评估。

福建师范大学地理科学学院的研究团队在《Journal of Plant Ecology》发表的重要研究，通过整合全球279项独立研究的996组观测数据，首次揭示了非叶凋落物碳质量的全球分布格局及其驱动机制。研究采用Meta分析方法，系统比较了7类非叶凋落物组织的初始碳质量特征，并解析了植物功能类型（被子植物/裸子植物、木本/草本、阔叶/针叶、AM/ECM菌根类型）和地理环境因子（气候、土壤特性）的影响规律。

研究团队通过系统检索Web of Science等数据库获取文献数据，运用线性混合效应模型分析不同影响因素。关键创新在于整合了FungalRoot菌根数据库和WorldClim气候数据，结合SoilGrids 2.0的土壤参数，实现了多维度驱动因素的定量解析。样本覆盖全球主要陆地生态系统，确保结论的普适性。

研究结果部分，"非叶凋落物的碳质量特征"显示：不同组织总C含量差异显著（P<0.01），以木材(48.53%)>树皮(47.04%)>枝条(46.00%)的梯度递减，而花组织最低(41.24%)。纤维素含量也呈现组织间显著变异，但木质素和半纤维素含量无统计学差异。这印证了植物不同器官在碳分配策略上的功能分化。

"植物功能类型对非叶凋落物碳质量的影响"部分揭示：被子植物非叶组织的碳质量（即难降解成分浓度更低）显著高于裸子植物，草本高于木本，阔叶树种高于针叶树种，AM植物高于ECM植物（半纤维素除外）。特别是枝条和根系木质素含量对功能类型的响应最为敏感，如ECM植物的树皮和枝条木质素含量比AM植物平均高18.7%。

"环境因素对非叶凋落物碳质量的调控"部分发现：地理特征中，纬度与海拔对枝条和根系的总C、木质素含量呈正效应，但对纤维素呈负效应。土壤特性展现出更强的影响，其中微生物生物量碳(MBC)和土壤有机碳(SOC)与枝条碳质量正相关，而MBC:MBN比值和pH值呈显著负效应。这表明土壤微生物群落结构和氮限制状况通过调控植物碳分配策略间接影响凋落物质量。

讨论部分强调，该研究首次建立了非叶凋落物碳质量的全球基准数据集，其价值体现在三方面：一是揭示了木材等高碳含量组织在长期碳封存中的关键作用；二是阐明了AM植物通过快速养分循环策略形成高质量凋落物的生态机制；三是发现土壤pH和氮有效性通过调控微生物活性影响碳质量形成。这些认识为改进碳循环模型中的凋落物分解参数提供了理论依据，尤其对准确评估森林生态系统的碳汇功能具有重要实践意义。研究也指出当前数据在生殖组织（花、果实）方面的不足，建议未来关注气候变化对凋落物质量的长效影响。