实现碳达峰碳中和、保障生态安全是生态文明建设的重要内容。其中，植被-土壤碳是全球碳循环的主要组成部分，加深对植被-土壤碳循环的研究对实现“双碳”目标有着举足轻重的作用。目前，环境变化和人类活动等深刻影响着森林生态系统地上和地下凋落物向土壤系统的输入，凋落物的输入和分解显著影响森林生态系统的养分循环，特别是碳循环过程。同时，作为催化与分解和养分周转有关的关键土壤成分，胞外酶活性在森林生态系统的物质循环和能量流动过程中扮演着重要角色。基于以上背景，团队选取玉龙雪山3200m的两种森林类型（针叶林-云南松，阔叶林-黄背栎）为研究对象，开展了凋落物输入变化对土壤酶活性影响的研究，并取得相关进展。
1.不同森林类型凋落物输入调控对土壤碳酶活性的影响机制
土壤碳降解酶是调控陆地生态系统凋落物和土壤有机碳分解的重要调控因子。然而，在不同的森林生态系统中，参与碳循环的酶对短期凋落物输入的响应尚不清楚。本研究中，测定并计算了不同森林类型的碳氧化酶、碳水解酶及其比值(碳氧化酶：碳水解酶)。两年的凋落物处理研究发现：凋落物添加对两种森林土壤中碳氧化酶、碳水解酶及其比值影响不显著。凋落物去除显著降低了针叶林土壤的碳水解酶，对碳氧化酶影响较小；不同的是，凋落物去除显著提高了阔叶林土壤的碳氧化酶，对碳水解酶影响较小。两种森林土壤中碳氧化酶和碳水解酶在凋落物去除下的不同变化可归因于初始土壤性质，其中针叶林土壤碳氮比较低导致碳水解酶的改变; 而阔叶林土壤微生物参数（如：微生物生物量碳，MBC）和土壤性质(如：可溶性有机碳, DOC)分别调控着表层土和底层土的碳氧化酶：碳水解酶比值。本研究揭示了亚高山针叶林和阔叶林土壤，在短期凋落物输入变化对碳循环的酶的影响及其驱动因素。研究结果以“Different regulatory mechanisms on carbon-degrading enzyme activities under short-term litter input manipulations in subalpine coniferous and broad-leaved forest soils”为题发表在Soil Biology and Biochemistry（IF = 9.8，中科院一区）上。云南大学生态与环境学院2023级博士生门修贤为论文第一作者，程晓莉教授为论文唯一通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109512.
图1：凋落物输入变化对不同森林土层土壤碳酶活性的影响
研究得到国家自然科学基金(32130069)、云南省社会发展专项(202103AC100001)以及云南省基础研究重大专项(202101BC070002)的资助。
2.不同森林类型凋落物输入调控下土壤水解酶活性格局及驱动因素
凋落物在陆地生态系统碳(C)、氮(N)和磷(P)循环中发挥着不可替代的作用，其分解在很大程度上受凋落物质量、土壤性质和酶活性的调控。然而，不同森林类型下土壤水解酶活性对凋落物输入的变化的响应仍未得到解决。研究发现，凋落物输入处理一年后，针叶林土壤的酶活性与土壤N、P含量和微生物属性（即真菌和细菌结构）密切相关，而阔叶林土壤的酶活性主要依赖于微气候（土壤温度和湿度）和土壤理化性质（pH、DOC和P含量）。本研究揭示了不同森林类型短期凋落物输入调控下酶活性的格局及驱动因素。研究结果以“Soil enzyme activities responded differently to short-term litter input manipulation under coniferous and broad-leaved forests in the subalpine area of Southwest China”为题发表在Forest Ecology and Management（IF = 3.7，中科院二区）上。云南大学生态与环境学院2023级博士生门修贤为论文第一作者，程晓莉教授为论文唯一通讯作者。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foreco.2023.121360.
图2：微气候、土壤理化性质和微生物属性对不同森林土壤水解酶活性的影响
研究得到云南省重点研发计划(202303AC100009)、国家自然科学基金(32130069)以及中科院战略先导专项A(XDA26010102)的资助。
