全球范圍內，土壤中儲存約2500 Pg C（至1 m深度），是大氣中儲存C的3倍以上。在生態系統、區域及全球范圍內的研究表明，造林能增加C在土壤中的固持，從而降低大氣中CO2濃度，減緩溫室效應。然而，被造林地土壤固持的有機C（SOC）也可能通過分解作用再遷移到大氣中，成為大氣中CO2的重要來源。然而，眾多的研究集中于造林地土壤SOC含量的變化，而較少有研究關注造林地SOC的周轉。對于造林地SOC周轉的研究有助于進一步探究造林地的長期固C效應。
中國科學院武漢植物園土壤生態學學科組博士后馮嬌在程曉莉研究員的指導下，以丹江口庫區造林地（灌叢、森林）、裸地和農田為研究對象，測定土壤團聚體中C含量、δ13C同位素以及C相關水解酶和氧化酶活性的變化。研究結果表明，造林顯著增加了土壤原土中β-葡萄糖苷酶、α-葡萄糖苷酶以及木聚糖酶的活性。此外，造林顯著增加了原土及土壤團聚體中SOC的含量。總體上，在造林土壤中> 2000 μm大團聚體中的水解酶活性較其它團聚體粒級低，而SOC卻較其它團聚體粒級高。造林下，土壤水解酶活性與SOC和C:N呈顯著的負相關。結構方程模型的研究結果表明，造林下隨著團聚體粒級的增大，土壤酶活性的降低有助于土壤中SOC的固持（圖1）。此外，水解酶和氧化酶活性都與穩定庫中δ13C 同位素值呈顯著的正相關，進一步證明土壤酶活性在SOC的周轉中起著至關重要的作用。總體上，研究結果強調了造林下團聚體結構中土壤酶活性不均勻的分布對SOC固持的重要作用。
本研究得到國家自然科學基金 (31470557, 31770563, 31700461)和中科院戰略先導專項B(XDB15010200)的資助，相關研究成果以“Inhibited enzyme activities in soil macroaggregates contribute to enhanced soil carbon sequestration under afforestation in central China”為題發表在國際SCI期刊“Science of the Total Environment”上。
論文鏈接 https://authors.elsevier.com/a/1X95FB8ccgahZ
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718319843
圖1 丹江口庫區造林下土壤團聚體影響土壤C固持的路徑
