植树造林是增强陆地生态系统碳汇、减少土壤侵蚀和减缓气候变化的重要措施。土壤作为最大的陆地碳库，其固碳能力很大程度上取决于团聚体的形成与稳定。但当前在团聚体尺度上，造林后有机碳、氮稳定性的时间动态及其环境调控机制，仍缺乏系统研究。
近日，魏孝荣研究员团队利用林龄序列解析时间动态，结合稳定同位素示踪技术，系统揭示了黄土高原植树造林过程中，土壤团聚体层级的碳氮固持机制与时间演变特征。研究发现，植树造林显著改变了团聚体尺度的碳氮动态，其中造林前十年是生物地球化学转化的关键窗口期。在此阶段，δ13C和δ15N值下降最快，表层土壤（0–10 cm）的大团聚体成为新有机碳和氮积累的“热点区域”，表现出最高的积累速率。随着林龄增长，新输入的有机碳和氮储量持续增加，而原有组分相对稳定。新有机碳和氮的积累速率在造林十年时达到峰值，之后显著下降，表明土壤碳固持能力随造林时间延长逐渐趋于饱和。研究还发现，环境因子对有机碳和氮积累的调控作用具有明显的时间依赖性：在植树造林早期年均降水量、年均温和土壤pH等环境因子起主导作用；随林龄增加，环境因子影响逐渐减弱，土壤内部稳定机制逐渐起主导作用。该研究通过量化植树造林的碳氮固定速率和驱动因子，不仅为生态工程的长期效应评估提供了科学依据，还为生态系统碳氮循环模型提供了关键参数和理论支持，对黄土高原生态修复与“双碳”目标实现具有重要指导意义。
该研究结果以“Temporal dynamics and environmental controls of carbon and nitrogen stabilization in soil aggregates during afforestation on the Loess Plateau”为题发表在土壤学期刊Soil Biology and Biochemistry。研究受到国家自然科学基金项目等的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.110020
编辑：王容娜
终审：李小梅
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