近日，中国林科院森环森保所森林生态学科组在Soil Biology and Biochemistry期刊发表题为《Topsoil organic carbon increases but its stability declines after five years of reduced throughfall》的研究论文，通过综合分析土壤团聚体结构、易氧化有机碳和土壤微生物等性质，以及深入研究5年的模拟降雨减少对南亚热带马尾松林土壤碳稳定性的影响，揭示了土壤团聚体和微生物r/k对策者在影响土壤碳稳定性中的重要作用。
气候变化改变了区域降水模式，影响了森林生长和地下碳循环。土壤碳库的变化是影响大气CO₂浓度及全球气候变化的重要原因之一；土壤有机碳的稳定性则关系到其分解的难易，是评价土壤有机碳的动态质量指标。目前已有大量研究揭示了降雨减少对森林土壤有机碳含量的影响，但对土壤有机碳稳定性影响的研究较少。研究气候变化下森林土壤有机碳及其稳定性的变化，对深入认识陆地生态系统碳循环和估算碳平衡有重要意义。
该研究依托广西友谊关森林生态系统定位观测研究站，在马尾松人工林中开展了为期5年的模拟降雨减少实验，采用易氧化碳(EOC)占土壤总有机碳的比例反映土壤有机碳稳定性，通过建立土壤有机碳输入、土壤呼吸和碳矿化、团聚体粒径分布与土壤微生物群落结构的关系评价了土壤有机碳储量及其稳定性。
研究表明，模拟降雨减少实验可减少约30%穿透雨量。随着穿透雨的减少，表层土壤有机碳储量显著增加10%，细根生物量、EOC含量和微团聚体组分显著增加，表明土壤有机碳稳定性较差。细菌r-对策者(Bacteroidetes、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria)的丰度显著增加，而k -对策者(Planctomycetes)的丰度显著降低。模拟降雨减少下的马尾松林土壤有机碳稳定性的下降与微团聚体、细根生物量和微生物r/k对策者之比的增加有关。该研究表明，一定程度的降雨减少可增加我国南亚热带马尾松人工林表层土壤有机碳储量，而累积的有机碳的稳定性相对较低，可在有利环境条件下进一步矿化。该研究系统阐明了长期减雨对南亚热带马尾松林土壤碳稳定性的影响机制，特别是团聚体和微生物r/k对策者对其的调控作用，研究结果有助于深入理解气候变化对森林土壤碳的影响机理，为提升气候变化下森林土壤碳固持提供理论依据。
森林生态学首席专家刘世荣研究员为本论文的通讯作者，森环森保所已毕业的杨予静博士为论文的第一作者。本研究受国家自然科学基金、中国林科院基本科研业务费等项目资助。（牛保亮/森环森保所）