土壤有机碳稳定性是陆地生态系统碳汇可持续性的核心，新鲜碳输入引发的激发效应可加速原有土壤碳分解，是决定土壤碳保持或流失的关键过程。基于自然的气候解决方案多强调提升植物多样性以增加碳输入，但多样性究竟是加剧激发效应造成碳流失，还是抑制激发效应增强碳稳定性，一直是全球碳循环模型的重大未知。尤其在亚热带森林生态系统，树种多样性如何调控微生物代谢、功能基因与群落网络，进而改变土壤激发效应强度，尚缺乏系统的机制解析。
近日，中国科学院亚热带农业生态研究所李德军团队在该领域取得重要进展：研究首次在亚热带喀斯特森林证实，树种多样性可显著抑制土壤有机碳激发效应，并阐明了以 “缓解微生物能量限制—功能类群转型—基因表达重构” 为核心的协同调控新机制，为生物多样性提升与森林碳汇增汇协同提供了关键理论支撑。
研究依托广西木论国家级自然保护区45个森林样地构建的树种多样性梯度，运用13C 同位素标记培养、宏基因组测序、微生物网络分析与结构方程模型（SEM）等技术体系，系统解析激发效应的驱动格局与调控路径。结果显示，随着树种多样性升高，土壤激发效应呈显著线性下降，由强正激发逐步转为弱激发甚至负激发；在严格控制环境因子、林分结构与菌根类型后，该关系依然稳健，证实树种多样性是抑制激发效应的独立核心因子。从激发效应视角完善了生物多样性调控土壤碳稳定性的理论框架，明确提升树种多样性能够在增加碳输入的同时“锁住”土壤老碳、减少碳损失。研究结果强调，森林碳汇评估与地球系统模型必须纳入树种多样性与微生物功能策略参数，为我国亚热带与喀斯特区域生态恢复、人工林近自然改造与碳中和路径优化提供了重要科学依据。
该成果以Tree Species Diversity Suppresses Soil Carbon Priming Effects in a Subtropical Forest为题发表于国际生态学期刊Ecology Letters。第一作者为段鹏鹏副研究员，李德军研究员为通讯作者；研究得到国家自然科学基金等项目资助。
树种多样性抑制土壤激发效应的概念框架