由于土壤固碳潛力巨大，增加土壤碳固存被認為是應對全球氣候變化的重要措施。植被產生的凋落物和根系是土壤有機碳的主要來源，因此研究凋落物和根系的產量與分解，能從“碳輸入”的視角，為揭示土壤固碳過程和機理提供重要信息。
中科院武漢植物園系統生態學課題組張克榮博士在張全發研究員的指導下，以秦嶺地區處于不同植被演替階段的草地、灌叢、中幼齡次生林、成熟次生林生態系統為研究對象，系統研究了凋落物與細根的產量、質量及分解過程、每年的碳氮輸入量、土壤碳儲量、土壤氮素可利用性等。結果表明，在植被演替過程中，由于木本植物凋落物的增加以及草本植物凋落物的減少，導致了每年凋落物總產量及總碳、總氮輸入量并不隨樣地年限的增加而顯著改變，并且在不同演替階段也沒有顯著差異。與地上部分凋落物不同，細根的生物量、產量、碳輸入量均隨樣地年限的增加而升高。隨著植被演替，凋落物與細根的質量發生改變并導致了可分解性的下降，從而驅動了分解速率的下降。另外，林下凋落物層有機質的積累，主要與凋落物分解速率的下降相關。
該研究揭示，在初始條件(如土壤、水熱因子)較好的次生演替系列中，植被類型對凋落物總產量的影響要低于以往的預期;與凋落物產量相比，凋落物質量隨植被演替的變化，是驅動凋落物層及土壤中有機碳積累的更重要因素。
該研究得到了國家自然科學基金及中國科學院戰略性先導專項的資助。相關研究成果以Linking litter production, quality and decomposition to vegetation succession following agricultural abandonment為題，在國際土壤科學期刊Soil Biology and Biochemistry在線發表(DOI 10.1016/j.soilbio.2012.08.005)。
凋落物與細根的質量參數與樣地年限、分解速率的關系圖
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