在国家自然科学基金等项目资助下，中国科学院华南植物园研究员练琚愉团队揭示了森林树木死亡如何通过不同生态过程，对土壤有机碳（SOC）产生截然不同的影响。相关成果近日发表于《自然-通讯》。

论文第一作者、中国科学院华南植物园在读博士生张东旭表示，全球气候变化背景下，树木死亡率上升可能改变SOC储量与稳定性，进而影响森林生态系统的碳汇功能。树木死亡通常同时引发两类生态后果，即冠层开放效应（光照直达林下，改变土壤水热条件）和碎屑遗留效应（枯木残体输入，改变土壤底物供给特征）。然而，这两类效应的相对强度和持续时间会随树木死亡情景而变化，使其对SOC动态的独立贡献难以拆分。因此，树木死亡如何通过不同生态过程推动SOC积累或损失，仍缺乏清晰的机制解释。

两种树木死亡扰动通过地形的解耦作用，推动相反土壤有机碳命运的概念示意图。研究团队供图

研究团队依托广东鼎湖山20公顷森林动态监测样地，针对6种冠层树种，在山脊和山谷两种地形中，对死亡2-7年的大型乔木个体及邻近同种、同径级活树进行了配对采样。结果表明，地形能够调节两类效应的相对主导程度：山谷中碎屑遗留效应占优，表现为轻组有机碳（LFOC，主要是未分解的植物残体）含量显著升高，而土壤含水量未显著变化；山脊中冠层开放效应更为突出，表现为土壤含水量显著降低，而LFOC无显著变化。与此同时，相同的死亡事件在山脊导致了SOC损失，但在山谷却促进了SOC积累。

微生物群落响应进一步表明，树木死亡事件在两种地形环境中形成了相反的生态选择压力。扩增子测序结果显示，细菌和真菌类群丰度在两地形的变化呈负相关——若同一类群在山脊趋于富集，在山谷往往衰减，反之亦然。通过为微生物类群分配基因组推断的功能性状，并结合可解释性机器学习与宏基因组测序，研究发现：山脊树木死亡促进以产外切酶和好氧呼吸为特征的微生物策略；山谷则促进以产内切酶和厌氧呼吸为特征的策略。

由此，研究团队提出“扰动组成→生态筛选→微生物策略→SOC命运”的过程框架，用以解释不同树木死亡场景下SOC响应为何存在差异的内在逻辑。

在森林碳汇管理层面，研究建议：树木死亡后，通过补植或促进自然更新加速林冠郁闭，能够减缓土壤微气候波动和抑制好氧微生物活性，有利于减少SOC损失；保留枯木残体，不仅能够维持有机聚合物输入，也能营造厌氧环境，有利于促进SOC保留。这一策略为面向持久碳汇目标的森林经营提供了科学依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77237-1