土壤是陆地生态系统中最大的碳库，在全球碳循环中起着重要作用。因此，阐明土壤有机碳积累和稳定的机制，对于理解全球变化下生态系统和气候系统之间的反馈关系具有重要意义。土壤有机碳主要来源于植物凋落物的分解，以往研究大多关注凋落物分解速率和植物碳输入量对土壤有机碳的影响，尚不清楚植物碳输入的质量和多样性如何影响土壤有机碳的形成与累积。
为回答上述科学问题，中国科学院植物研究所刘玲莉研究组对全球57101个植被样方数据进行分析，以植物地上结构和化学性状的群落加权均值和变异分别作为衡量植物碳输入质量和多样性的指标，揭示了植物功能性状对土壤有机碳储量的影响机制。研究表明，较低质量的植物碳输入能促进土壤有机碳的积累。该结果挑战了“高质量的易分解凋落物因为能被微生物高效利用从而更有利于土壤碳积累”这一普遍观点。同时，研究发现碳输入的多样性与土壤有机碳储量呈正相关，这可能是因为多样性更高的碳输入增加了微生物分解的代谢成本，并形成更多样的有机-矿物复合体，从而增加土壤有机碳的稳定性。此外，植物碳输入的质量和多样性对土壤有机碳储量的贡献在不同气候区存在差异，在更寒冷或更干旱的生态系统中其作用更为凸显。在微生物活性受到限制的环境中，碳输入的难分解性和多样性成为限制土壤有机碳分解的关键因素。研究揭示了在全球尺度上，植物碳输入的质量和多样性是调控土壤有机碳储量的关键因子，且其效应具有气候依赖性。
该研究成果于7月3日在线发表于国际学术期刊Ecology。植物所黄俊胜副研究员为论文第一作者，刘玲莉研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/ecy.70148
土壤有机碳储量与植物功能性状间的关系