根據(jù)IPCC報(bào)告，強(qiáng)降水、長(zhǎng)期干旱等極端氣侯事件發(fā)生頻率將持續(xù)增加，將會(huì)引起土壤干濕交替、土壤水分經(jīng)常性發(fā)生變化。這一變化將會(huì)對(duì)土壤碳輸入等地下生態(tài)過(guò)程產(chǎn)生深刻影響。而外源碳輸入的變化可能會(huì)改變土壤有機(jī)碳分解速率，即產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)，正激發(fā)效應(yīng)促進(jìn)土壤有機(jī)碳的分解，能降低土壤碳儲(chǔ)量，而負(fù)激發(fā)效應(yīng)則有利于生態(tài)系統(tǒng)土壤碳固持。目前雖然關(guān)于土壤有機(jī)碳分解激發(fā)效應(yīng)已有較多研究，但是土壤含水量作為土壤有機(jī)碳分解過(guò)程的重要影響因子，其對(duì)激發(fā)效應(yīng)的影響，尤其是在森林生態(tài)系統(tǒng)中，還知之甚少。利用外源碳與土壤有機(jī)碳的 13C差異可以有效地研究土壤有機(jī)碳分解的激發(fā)效應(yīng)。
基于此，在國(guó)家自然科學(xué)基金（31570466）和中科院科技先導(dǎo)專項(xiàng)B（XDB15010301）的支持下，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所人工林生態(tài)組王清奎研究員等深入開(kāi)展了土壤含水量變化對(duì)亞熱帶人工林土壤有機(jī)碳分解激發(fā)效應(yīng)影響的研究。通過(guò)設(shè)置一系列不同含水量的土壤，將不同質(zhì)量的13C標(biāo)記凋落物加入到土壤中，然后在室內(nèi)培養(yǎng)，測(cè)定土壤CO2釋放速率及CO2的 13C值，區(qū)分來(lái)源于土壤和凋落物的CO2，計(jì)算激發(fā)效應(yīng)強(qiáng)度、明確激發(fā)效應(yīng)的方向。添加凋落物促進(jìn)了土壤有機(jī)碳的分解，即產(chǎn)生了正激發(fā)效應(yīng)，并且該促進(jìn)作用受土壤含水量和凋落物質(zhì)量的影響；在田間持水量為69%的土壤中加入馬尾松凋落物所產(chǎn)生的激發(fā)效應(yīng)強(qiáng)度最大；添加的凋落物碳55%進(jìn)入到18:1 9c和16:0 PLFAs，但不受土壤含水量的影響；通過(guò)分析激發(fā)效應(yīng)與微生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)革藍(lán)氏陽(yáng)性與陰性細(xì)菌比與激發(fā)效應(yīng)相關(guān)。該研究提升了我們對(duì)全球變化背景下陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳循環(huán)的認(rèn)知，也為全球變化背景下如何管理人工林、增加其碳匯功能提供科學(xué)支撐。研究結(jié)果以Soil moisture alters the response of soil organic carbon mineralization to litter addition為題發(fā)表在生態(tài)學(xué)著名期刊Ecosystems上 (2016, 19: 450-460, DOI: 10.1007/s10021-015-9941-2)。
