我国南方红壤侵蚀退化区经过40多年人工生态恢复的马尾松林土壤有机质的提升受限制，可能是因为低质量的马尾松凋落物难以分解，微生物碳利用效率低，故不利于有机质形成和积累。因此，探究在退化的马尾松林模拟原位输入高质量的凋落物会如何影响土壤有机碳的分解及机制，有助于提升森林碳汇，助力实现双碳目标。
鉴于此，本研究以在侵蚀退化地上经过40多年的恢复的马尾松纯林为研究对象，在野外原位条件下，采用13C同位素示踪技术，通过在马尾松林土壤中添加13C标记的低质量马尾松和高质量木荷凋落叶，探究不同凋落物输入所诱导的激发效应的差异及影响机制。研究表明，当添加低质量凋落物时，土壤微生物偏好利用易分解的凋落物，从而促进土壤有机碳分解激发效应。随着凋落物的剩余成分更难分解，微生物转向分解土壤有机质，最终以微生物残体等形式返回土壤，形成新的土壤有机质。高质量凋落物被土壤微生物优先转化利用，缓解养分的限制，减弱了土壤碳分解的激发效应，以促进有机碳积累。该研究成果对精准提升退化森林质量和碳汇能力具有重要的意义，并强调了种植或混交具有相对高质量凋落物的树种是提高南方红壤区退化马尾松林土壤固碳存的重要途径。
研究成果以“Input of high-quality litter reduces soil carbon losses due to priming in a subtropical pine forest”为题，发表于土壤学科排名第一期刊Soil Biology and Biochemistry。星空（中国）官方体育网站地理科学学院2020级生态学本科生李诗婷为论文第一作者，吕茂奎副研究员和谢锦升教授为共同通讯作者，星空（中国）官方体育网站为第一署名单位和通讯作者单位。该研究得到了国家自然科学基金重点项目和面上项目的资助。
图1 不同质量凋落物分解对土壤激发效应的影响
图2 马尾松林原位低凋落物和高凋落物添加诱导激发效应(PEs)机制动态变化概念图