根據IPCC報告，強降水、長期干旱等極端氣侯事件發生頻率將持續增加，將會引起土壤干濕交替、土壤水分經常性發生變化。這一變化將會對土壤碳輸入等地下生態過程產生深刻影響。而外源碳輸入的變化可能會改變土壤有機碳分解速率，即產生激發效應，正激發效應促進土壤有機碳的分解，能降低土壤碳儲量，而負激發效應則有利于生態系統土壤碳固持。目前雖然關于土壤有機碳分解激發效應已有較多研究，但是土壤含水量作為土壤有機碳分解過程的重要影響因子，其對激發效應的影響，尤其是在森林生態系統中，還知之甚少。利用外源碳與土壤有機碳的 13C差異可以有效地研究土壤有機碳分解的激發效應。
基于此，在國家自然科學基金（31570466）和中科院科技先導專項B（XDB15010301）的支持下，中國科學院沈陽應用生態研究所人工林生態組王清奎研究員等深入開展了土壤含水量變化對亞熱帶人工林土壤有機碳分解激發效應影響的研究。通過設置一系列不同含水量的土壤，將不同質量的13C標記凋落物加入到土壤中，然后在室內培養，測定土壤CO2釋放速率及CO2的 13C值，區分來源于土壤和凋落物的CO2，計算激發效應強度、明確激發效應的方向。添加凋落物促進了土壤有機碳的分解，即產生了正激發效應，并且該促進作用受土壤含水量和凋落物質量的影響；在田間持水量為69%的土壤中加入馬尾松凋落物所產生的激發效應強度最大；添加的凋落物碳55%進入到18:1 9c和16:0 PLFAs，但不受土壤含水量的影響；通過分析激發效應與微生物群落結構的關系，發現革藍氏陽性與陰性細菌比與激發效應相關。該研究提升了我們對全球變化背景下陸地生態系統土壤碳循環的認知，也為全球變化背景下如何管理人工林、增加其碳匯功能提供科學支撐。研究結果以Soil moisture alters the response of soil organic carbon mineralization to litter addition為題發表在生態學著名期刊Ecosystems上 (2016, 19: 450-460, DOI: 10.1007/s10021-015-9941-2)。
