凋落物和土壤有機碳是人工林土壤養(yǎng)分的主要來源，其分解過程對維持杉木人工林土壤質(zhì)量及肥力具有重要意義。氮素是影響凋落物及土壤有機碳分解速率的重要控制因素，以往研究多將凋落物和土壤分開考慮，而凋落物和土壤是一個不可分割的完整系統(tǒng)，這個系統(tǒng)如何對氮素改變做出響應(yīng)仍知之甚少。
中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所張偉東博士采用13C穩(wěn)定同位素技術(shù)對杉木凋落物-土壤系統(tǒng)分解開展了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)杉木凋落物誘導(dǎo)的激發(fā)效應(yīng)至少可以維持87天，且激發(fā)效應(yīng)隨著培養(yǎng)時間的延長而呈下降趨勢。無機氮在培養(yǎng)前期促進凋落物分解并誘導(dǎo)更強的正激發(fā)效應(yīng)，在培養(yǎng)后期則對凋落物分解具有抑制作用，并誘導(dǎo)出顯著的負激發(fā)效應(yīng)；另外，銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對杉木凋落物和土壤有機碳分解影響的程度不同。雖然凋落物在一定時期促進了土壤有機碳分解，但在培養(yǎng)結(jié)束時，土壤仍呈現(xiàn)正的碳平衡，主要是因為被激發(fā)的碳仍然小于凋落物在土壤中的存留量；此外，無機氮添加進一步增加了土壤碳平衡。該研究表明施加氮肥不僅可以提高杉木人工林養(yǎng)分，還對維持土壤有機碳穩(wěn)定性具有重要意義。
該項目得到了中國國家自然基金41030533 和 31070436的支持。研究成果發(fā)表在國際土壤學(xué)刊物Soil Biology and Biochemistry（2011）（IF=3.242）
