人工林是陆地生态系统的重要碳汇，其土壤碳库变化直接影响人工林碳汇评估与经营管理决策。然而，土壤有机碳（SOC）是否会随林龄持续积累、其长期保存能力是否存在上限，仍缺乏系统认识。本研究以东北地区红松（Pinus koraiensis）人工林为研究对象，沿7、20、69 和 88 年林龄序列，系统分析了不同林龄阶段土壤有机碳组分动态及其微生物驱动机制。

本研究结果表明，红松人工林土壤碳储量随林分发育呈非线性变化，并非持续增加，而是在近熟林（69年）达到峰值后，于成熟林（88年）阶段出现下降。进一步分析发现，有机层矿物结合态有机碳（MAOC）在约 20 年后进入平台期，矿质土壤 MAOC 在近熟林达到峰值，反映出矿物结合态碳受到物理化学容量限制，后期新增有机碳难以有效转化为长期保存形态，而主要以颗粒态有机碳（POC）形式积累。同时，随着林分成熟，土壤微生物群落由r-策略者向K-策略者转变，细菌逐渐占据主导地位。相比真菌残体，细菌残体在矿物表面的结合能力较弱且更易分解，这种微生物群落演替降低了微生物残体向稳定碳库转化的效率，从而限制了成熟林阶段土壤碳的进一步固存。

本研究强调了“矿物吸附容量约束”与“微生物群落演替”在限制人工林长期土壤碳固存中的双重作用。在此背景下，于近熟林阶段开展适度采伐或经营管理，有助于缓解土壤碳长期累积受限的问题，并维持森林较高的固碳能力。该研究为完善森林土壤碳循环模型及制定以增汇为目标的人工林经营策略提供了重要科学依据。

研究成果以“MAOC capacity and microbial drivers refine soil carbon management in forest plantations”为题，发表于《Forest Ecology and Management》期刊上。生物地球化学组博士生马晓淼为论文第一作者，白娥教授和王旭助理研究员（中国科学院沈阳应用生态研究所）为共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、辽宁省人才振兴计划、辽宁省自然科学基金和吉林省自然科学基金等项目的资助。

图 1 林龄对不同土层土壤有机碳和全氮含量及其储量的影响

图 2 林龄对不同土层矿物结合态有机碳和颗粒态有机碳含量的影响

图 3 颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳与细菌和真菌r/K策略特征的关系

图 4 偏最小二乘路径模型揭示颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的影响因素及其标准化总效应值