植物残体和微生物残体是土壤有机质(SOM)的重要来源，其碳和养分释放直接调控活体微生物代谢，进而影响SOM形成过程，因此深入认识植物残体和微生物残体分解过程对精细刻画和模拟SOM形成具有重要意义。吴福忠教授团队长期聚焦凋落物分解—微生物周转—土壤有机质形成过程，在福建三明国家野外站凋落物输入微宇宙实验（Litter Input Microcosm Experiment, LIME）连续监测基础上，整合全球已发表的实验数据，系统分析了植物残体和微生物残体分解速率，目前取得部分进展：
（1）基于同位素标记结果评估了植物残体和微生物残体碳释放速率。在陆地生态系统中，植物残体和微生物残体碳释放是光合作用和代谢产物向CO2转化的主要能量流动途径。传统观点认为，微生物残体碳比植物凋落物碳更难分解，主要原因是微生物残体较小的颗粒可能优先被封存在微生物可及性较低的微聚团聚体中。然而，我们仍然缺乏精准描述植物残体和微生物残体碳逐步释放过程。本研究整合了全球已发表的117个分解实验数据，追踪同位素标记后植物残体和微生物残体中13/14C释放速率，并使用一阶指数动力学模型估算了植物残体和微生物残体碳的释放速率和周转时间。结果表明：作物、草本和乔木残体碳平均释放速率分别为7.78 y−1、3.79 y−1和2.11 y−11，均显著低于微生物残体（13.07y−1）。植物残体和微生物残体碳释放速率均与温度呈显著正相关，但微生物残体碳对温度的响应更加敏感、迅速，其平均周转时间比植物残体快2-6倍。该研究结果增加了对陆地生态系统植物残体和微生物残体碳释放过程的理解，为地球系统模型的生物地球化学预测过程提供了重要参数。研究成果以Isotopic labeling evidence shows faster carbon release from microbial residues than plant litter为题发表于Environment Research Letters，2023级自然地理学博士研究生朱晶晶为第一作者，倪祥银研究员为通讯作者。
原文链接：https://doi.org/10.1088/1748-9326/ad786a
（2）证实了不同生态系统土壤氨基糖向MAOM和POM的选择性分配。氨基糖作为微生物源土壤有机质的生物标志物受到广泛关注。近期研究结果表明，微生物残体对MAOM和POM的贡献并不是绝对的，这与以往研究认为微生物残体主要储存于MAOM的观点不同。为了精准量化不同陆地生态系统土壤MAOM和POM中氨基糖含量，我们分析了全球农田、森林和草地土壤氨基糖、氨基葡萄糖、氨基半乳糖、胞壁酸和总氨基糖含量在MAOM和POM的配对观测数据。结果表明：在全球尺度上，MAOM（3.23±0.53 mg/g soil）中总氨基糖含量显著高于POM（1.73±0.26 mg/g soil），且与农田和草地相比，森林土壤MAOM对氨基糖的优先闭蓄作用更加明显。受气候因子的调控，MAOM中氨基糖含量随海拔升高和温度降低而增加；而在POM中，氨基糖含量更容易受到土壤因子的影响，尤其是土壤容重。本研究再次证实了微生物残体在MAOM中的闭蓄作用优先于POM，这一发现为阐明微生物残体在MAOM和POM中的分配机制提供了新的数据支撑。研究结果以Biomarkers evidence shows a preferential occlusion of microbial necromass in mineral-associated and not particle organic matter为题发表于Geoderma，2022级自然地理学硕士研究生宣美林为第一作者，倪祥银研究员为通讯作者。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2024.117030
（3）揭示了凋落物分解过程中氮和磷释放在干旱区和湿润区存在差异。气候变暖加剧了全球水文循环，增加了降水量和土壤湿度在干旱区和湿润区的差异。这种区域性的干旱变化调控着凋落物分解等关键生物地球化学过程，尤其是凋落物氮（N）、磷（P）释放如何响应干旱变化尚清晰。本研究整合了全球实验干旱处理下259对凋落物氮释放和138对凋落物磷释放的配对观测数据，评估了实验干旱如何调控干旱地区（干旱指数<0.5）和湿润地区（干旱指数>0.5）凋落物分解过程中N、P释放速率。结果表面：在干旱条件下，凋落物氮释放量在干旱（0.35%）和湿润（3.62%）地区均增加；磷释放量在干旱地区减少了7.32%，而在湿润地区增加了2.22%。在干旱地区，凋落物氮和磷释放的减少取决于微气候、土壤因子（土壤粘粉粒含量和容重）和凋落物质量，且与干旱持续时间呈显著正相关。本研究量化了干旱变化背景下干旱区和湿润区凋落物N、P释放速率的差异，研究结果将提高未来全球降水模式不一致的情况下预测凋落物分解的能力。研究成果以Drought effect on nitrogen and phosphorus release from litter varies between arid and humid areas为题发表于Pedosphere，2022级生态学硕士研究生蒋妍昱为第一作者，倪祥银研究员为通讯作者。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.pedsph.2024.03.003
以上论文以福建师范大学为第一完成单位，得到了国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金、福建师范大学数学与生态学交叉团队资助。所有数据以附件形式随论文公开发表。
