植物碳（叶凋落物、根凋落物和根系分泌物等）输入是土壤有机碳的主要来源。土地利用和覆被变化导致全球土壤有机碳循环过程发生强烈变化，农田转变为森林被世界各国作为碳减排增汇的重要措施之一。然而，关于半干旱地区农田转变为人工林生态系统，地上叶凋落物和地下根系凋落物输入变化如何影响土壤有机碳储量，以及地上和地下凋落物输入对土壤新有机碳累积的相对贡献依然不够清楚。由于C3植物（δ13C，-27‰）和C4植物（δ13C，-12‰）稳定碳同位素丰度存在差异，为开展土地利用变化后植物C输入变化对土壤有机碳周转过程提供了有力的技术手段。
基于此，永利娱高ylg060net林业生态工程课题组的胡亚林副研究等科研人员对科尔沁沙地长期种植玉米的农田退耕为杨树人工林后地上叶凋落物和地下根系凋落物改变对土壤有机碳周转过程进行了深入研究。研究人员以长期种植玉米作物的农田土壤（0–10 cm表层和40–50 cm深层）为研究对象，随后将杨树叶凋落物和细根凋落物添加到土壤，在实验室条件下进行270天培养，通过测定土壤呼吸速率和土壤δ13C值变化，表征凋落物输入对土壤新有机碳和老有机碳周转过程。研究结果发现，虽然凋落物输入增加土壤呼吸速率，但是与叶凋落物输入相比细根凋落物输入更有利于土壤有机碳固持。地上和地下凋落物输入并未显著改变砂质土壤中老有机碳矿化量，地下细根输入增加土壤新有机碳形成是导致土壤有机碳累积的关键原因。此外，与表层土壤相比，凋落物输入更有利于深层土壤有机碳累积。该研究为评价我国半干旱地区防护林和退耕还林等林业生态工程建设提供了科学依据。研究结果以Root rather than leaf litter input drives soil carbon sequestration after afforestation on a marginal cropland为题发表在林业领域著名期刊Forest Ecology and Management (2016, 362: 38–45, DOI 10.1016/j.foreco.2015.11.048)上。
该研究得到了国家自然科学基金（41271318和31270668）的支持。
