缓慢分解的植物凋落物碳氮向土壤的转移高于快速分解的植物凋落物：稳定同位素研究的综合
Carbon and nitrogen transfer from litter to soil is higher in slow than rapid decomposing plant litter: A synthesis of stable isotope studies
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Highlights
- 平均而言，四分之一的凋落物C损失以比凋落物N低得多的速率在土壤中被回收。
- 凋落物C的回收率在整个分解过程中保持稳定。
- 缓慢分解的凋落物更有效地将凋落物C和N吸收到土壤中。
凋落物分解通常通过测量质量损失来量化，通常假设损失的质量是被矿化。然而，部分凋落物也以颗粒有机物、溶解有机化合物或微生物转化的凋落物化合物的形式并入土壤中。因此，凋落物质量损失对了解土壤中储存的碳的归宿和相对数量提供了有限的信息。
此外，缓慢分解的凋落物比快速分解的凋落物对土壤碳储量的贡献更大的传统观点受到了挑战。微生物对不稳定化合物的吸收通常在分解更快的凋落物中含量更高，其转化可能促进土壤矿物相关有机物（MAOM）的形成。据推测，与颗粒有机物（POM）相比，MAOM在土壤中的持久性更强。随着研究方法的改变和实验证据的有限，快速和缓慢分解的凋落物类型对有机质积累的相对贡献目前尚不清楚。
研究目的
（i）综合利用稳定同位素标记的凋落物在土壤中积累的C和N的可用数据，以及（ii）更好地了解C和N如何从凋落物转移到土壤中可能取决于凋落物的可分解性。
收集了25项关于凋落物C和N在土壤中的吸收效率的研究，共有87项和107项观察结果。然后，提取了相关研究中报告的凋落物C和N在土壤中的掺入效率，或根据下面的公式进行计算：
凋落物 C (或 N)返回土壤中的效率 (%) =回收的凋落物 C（或N）/损失的凋落物C（或N ）× 100%
土壤平均回收了分解过程中损失的24%的总碳，田间（24%回收率）和实验室（23%回收率）研究之间没有显著差异（图1a）。此外，尽管来源凋落物的C在土壤中线性累积并不断分解，但凋落物中C返回土壤的效率与凋落物中的C损失率无关。
来源凋落物的氮在土壤中的回收率远远高于碳（图1）。在田间（58%）和实验室（80%）试验中，土壤中凋落物氮的回收效率也有明显差异（图1c）。这种差异可能是由于野外研究中存在植物，在分解过程中吸收了一些矿化氮，而大多数实验室实验排除了植物（表S1）。在田间研究中，随着凋落物氮损失的增加，土壤中凋落物氮的吸收效率下降（图1d），这也可能表明植物对氮的持续吸收，并可能导致一些土壤淋溶和//或反硝化损失。
与分解较快的凋落物相比，分解较慢的凋落物能显著提高碳和氮向土壤的转移效率（图2）。也许缓慢分解的凋落物有利于真菌而不是细菌的生长，这可能促进死亡的真菌物质进入稳定的碳库。
凋落物分解能力对土壤碳储量的影响进一步受到凋落物数量和土壤碳饱和度的调节，在未来的研究中，应更明确地考虑POM和MAOM之间的区别，以便更可靠地预测凋落物分解如何影响土壤C和N储量。
本文结果为缓慢分解的凋落物比快速分解的凋落物具有更高的土壤C和N输入效率提供了明确的证据。
