6月23日，森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室陈信力团队在《Nature》子刊《Nature Climate Change》（中科院1区Top，IF_-5yr＝32.9）发表题为“Long-term multiple global change interactions amplify belowground carbon allocation”（《长期多重全球变化互作增强地下碳分配》）的研究论文。该研究基于一项持续11年的全球变化多因子控制实验，系统揭示了二氧化碳升高、气候变暖、降水减少和氮沉降如何单独及共同影响植物向地下输入碳的过程，为理解全球变化背景下陆地生态系统碳汇稳定性、土壤碳积累及养分循环提供了重要依据，其揭示的地下碳输入、土壤碳氮循环和植物养分吸收机制，是草地、森林等陆地生态系统维持生产力和土壤肥力的共性基础，为森林食品资源产地生态环境维护和可持续利用提供理论依据。

植物通过新根生长、根系呼吸、凋落物输入、菌根碳分配和根际分泌等途径，将光合固定的碳输入地下及土壤系统。这一过程被称为总地下碳分配，是连接植物生产力、土壤有机质形成、微生物活动和养分循环的关键环节。当前，二氧化碳浓度升高、气候变暖、氮沉降增加和降水格局改变正在同时发生，但长期、多因子互作如何影响地下碳分配仍缺乏清晰认识。该研究依托美国Cedar Creek生态系统科学保护区的TeRaCON长期控制实验，设置增温、降雨减少、二氧化碳升高和氮添加四个全球变化因子，并连续11年监测植物生物量、凋落物、土壤二氧化碳释放及土壤碳库变化。

研究发现，气候变暖和二氧化碳升高均显著增强植物向地下分配碳。11年间，增温使总地下碳分配增加17%，二氧化碳升高使其增加16%。这些影响并非简单相加，而是受到其他全球变化因子调节：氮添加进一步增强了增温对地下碳分配的促进作用，降水减少则增强了二氧化碳升高的作用。更重要的是，二氧化碳升高与氮添加之间的互作效应会随时间增强，从实验早期的“加和效应”逐渐转变为实验后期的“协同效应”。这表明，短期实验可能低估多因子全球变化对地下碳循环的长期影响。

图.二氧化碳升高、增温、氮添加和降水减少对总地下碳分配的影响

机制分析显示，总地下碳分配主要受植物总生产力、土壤水分和地上/地下生物量分配比例共同调控。二氧化碳升高可通过提高植物总碳积累促进地下碳输入；增温一方面促进植物生产力和地下碳分配，另一方面也会降低土壤水分，从而部分抵消其正效应。氮添加和降水减少本身对总地下碳分配的主效应并不显著，原因在于二者同时改变植物生产力和碳分配策略，产生了方向相反的生态过程。

图.全球变化因子影响地下碳分配的作用路径

研究还发现，总地下碳分配与土壤呼吸、土壤碳库和植物氮吸收均呈正相关，说明更多地下碳输入既可能促进土壤碳周转，也可能增强土壤碳积累，并通过根际过程促进植物对氮素的吸收。

图.总地下碳分配与土壤呼吸、土壤碳库和植物氮吸收的关系

该研究指出，全球变化对地下碳循环的影响具有非加和性和时间依赖性。将这些复杂互作纳入生态系统模型和地球系统模型，有助于提高未来陆地碳储量和碳周转预测的准确性。对于森林食品资源挖掘与利用而言，土壤碳库、根际养分循环和植物养分获取能力是维持林下植物、经济林和森林食物资源生长环境的重要生态基础。该研究可为全球变化背景下森林食品资源产地土壤质量保护和可持续经营提供科学借鉴。

浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室为该文第一单位，全国重点实验室陈信力教授为第一作者，美国明尼苏达大学、密歇根大学及西悉尼大学Peter B. Reich教授为通讯作者；加拿大湖首大学Han Y. H. Chen教授、美国科罗拉多大学Katherine S. Rocci博士、美国明尼苏达大学Kally Worm实验员、美国密歇根大学郑丽婷博士等共同参与本研究。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外），以及美国国家科学基金会等项目资助。

全文链接：https://doi.org/10.1038/s41558-026-02678-x

（全国重点实验室）