近日，南京农业大学资源与环境科学学院土壤生态学团队在Soil Biology & Biochemistry上在线发表题为“Carbon and nitrogen transfer from litter to soil is higher in slow than rapid decomposing plant litter: A synthesis of stable isotope studies” 的研究简报，发现分解速率慢的凋落物向土壤碳氮组分转化效率高于分解速率快的凋落物。该研究丰富了土壤生态系统分解过程和有机体稳定性过程方面的认识。

植物凋落物的分解是土壤碳氮的主要来源之一，主要包含了凋落物矿化与向土壤有机质转化这两个复杂过程。一直以来，凋落物网袋法被广泛应用于研究凋落物分解的机制及其影响因素中。然而，这种研究手段往往将网袋凋落物的质量损失等同于凋落物的矿化量，却忽视了凋落物损失的部分质量实际上通过微生物或物理途径转化为了土壤碳氮的组分。虽然凋落物质量作为决定凋落物分解速率的关键性因素已经得到了普遍的认可，但不同质量凋落物在分解过程中向土壤碳氮组分转化效率贡献大小还尚不明确。

该研究通过Web of Science等检索在2019年之前发表的关于同位素标记凋落物分解过程中向土壤碳氮转化的论文。在搜集到的25篇有关论文中有6篇标记了¹³C或¹⁴C，8篇标记了¹⁵N的凋落物，以及11篇研究同时标记了¹³C和¹⁵N。25篇论文一共产生了87个和101条分别关于凋落物碳、氮固定的记录数据。经整合分析发现凋落物分解过程中损失掉的大约24%的碳会留在土壤中，然而凋落物损失氮在土壤中的回收效率则受到试验条件的影响，田间试验和室内试验回收率分别为58%和80%（图 1a，1c）。与此同时，发现凋落物在分解过程中所损失的碳向土壤碳组分转化的效率与凋落物分解进程阶段并没有联系，但凋落物所损失的氮向土壤氮转化的效率会随着凋落物分解的进程逐渐下降（图 1b，1d）。此外，分解速率慢的凋落物向土壤碳氮组分转化的效率显著高于分解速率快的凋落物（图 2）。

图1. 在同位素标记的野外实验和室内试验中凋落物碳回收率（a），凋落物碳损失量与凋落物碳回收率的关系（b），在野外实验和室内试验中凋落物氮回收率（c），凋落物氮损失量与凋落物氮回收率的关系（d）

图2. 凋落物质量对凋落物碳氮向土壤转化效率的影响

南京农业大学资环学院已毕业博士研究生郑勇为第一作者，刘满强教授为通讯作者。此外，中国林业科学研究院潘旭副研究员、法国农科院Delphine Derrien教授、法国进化与功能生态学研究中心的Stephan Hättenschwiler教授参与了部分工作。本研究得到国家自然科学基金 (41877056、41977047)和国家绿肥产业技术体系专项资金项目（CARS-22）的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721000687