在追求“双碳”目标和生态恢复的背景下，造林被视为增强土壤有机碳固存的关键自然解决方案。然而，在全球尺度上，纯林与混合树种造林对土壤碳不同组分及其稳定性的差异化影响，仍未得到充分量化。明确这种差异对于优化造林策略、实现持久固碳和应对气候变化至关重要。基于这一关键科学问题，四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室青年教师舒向阳联合中国科学院南京土壤研究所夏龙龙研究员、四川省林业科学院邓东周研究员、陈德朝副研究员、中国科学院地球环境研究所陈骥研究员、东北林业大学周正虎教授、康奈尔大学骆亦其教授、四川农业大学张艳艳副教授以及四川师范大学唐皓副研究员等国内外团队对此开展了系统研究，相关成果以《Mixed Forestation Outperforms Pure Stands in Soil Carbon Sequestration and Stability》为标题，于近期发表在全球变化研究领域的国际权威期刊《Global Change Biology》上。

图1 论文封面

研究团队通过对全球102个实验站点的4052组观测数据进行整合分析（Meta-analysis），并结合土壤颗粒有机碳（POC）、矿物结合有机碳（MAOC）及其比例等关键指标，系统比较了纯林与混合林对土壤碳储量、组分和稳定性的影响，并厘清了其背后的驱动机制。该研究主要发现了以下结果：

1、混合林在增汇和稳碳方面均优于纯林：分析表明，混合造林能显著提升土壤总有机碳（SOC）、颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）的含量，增幅分别为64.3%、86.9%和65.3%。而纯林虽然也能增加SOC和POC，但对更稳定的MAOC库没有显著影响。尤为关键的是，纯林会使标志碳稳定性的关键指标——MAOC与POC的比值下降24.9%，而混合林则能维持甚至提升该比值。

图2 纯林与混合林对土壤碳组分、稳定性及其相互关系的整体影响

2、土地利用历史是主要调节因子：研究发现，造林前的土地利用类型是调控土壤碳组分响应的主导因素。在耕地上实施纯林或混合造林均能增加各类碳含量，但会降低MAOC:POC比值（混合林的负效应较弱）。在原有林地上，改种纯林会导致土壤碳损失，尤其是POC；而采用混合林则能增加MAOC并维持碳稳定性。

图3 前期土地利用类型和造林年限对纯林与混合林土壤碳组分影响的调节作用

3、混合林通过多重机制促进稳定碳形成：机制分析表明，混合林能显著提升土壤全氮、溶解性有机碳和微生物生物量碳。这些条件共同为稳定碳（MAOC）的形成提供了更多前体物质（如溶解性有机碳）和关键原料（如微生物残体），从而解释了为何混合林能同步增加碳储量并提升其稳定性。

图4 土壤理化性质与微生物变量和土壤碳组分对纯林与混合林响应的关系

4、造林年限与气候的调节作用：研究发现，无论是纯林还是混合林，其土壤碳累积的正面效应均随林龄增加而增强。然而，随着林龄增长，纯林会持续降低MAOC:POC比值，而混合林能维持该比值。此外，研究发现纯林对POC和MAOC的提升效应在温度更高、降水更多的地区会减弱。

图5 气候因子对纯林与混合林土壤碳组分响应的调节作用

基于这些发现，研究团队提出了“多碳库管理”视角下的造林策略框架，强调了在评估碳固存效果时，必须同时考虑碳储量的绝对值（如MAOC含量）和稳定性相对值（如MAOC:POC比值）。本研究的创新之处在于，首次在全球尺度上量化并揭示了混合树种造林在同步提升土壤碳储量和稳定性方面的双重优势，挑战了单一关注碳储量的传统管理思路。研究明确指出，与纯林相比，混合林能通过促进生物多样性、改善土壤养分和微生物过程，构建更具韧性的土壤碳库，为实现气候减缓和生态恢复目标提供了更具可持续性的路径。

图6 纯林与混合林对土壤碳动态影响的机制示意图

该项研究得到了国家自然基金（42477363）、四川省重点研发计划（2024YFNH0005）和四川省自然科学基金（2025ZNSFSC1220）等项目的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70812

供 稿：舒向阳

编辑：鲍乾   审核：王霞   终审：彭立