土壤学报

作者：杨庆润,刘凯,许玉芝,冯欣玉,孙琳

单位：杨庆润，山东理工大学资源与环境工程学院；316595072@qq.com,刘凯，山东理工大学资源与环境工程学院；kliu@sdut.edu.cn,许玉芝，山东理工大学资源与环境工程学院；xuyuzhi@sdut.edu.cn,冯欣玉，山东理工大学资源与环境工程学院；fengxinyu1108@163.com,孙琳，山东理工大学资源与环境工程学院；13225333815@163.com,

关键词：激发效应;碳底物;模型模拟;Meta分析

基金：山东省自然科学基金项目（ZR2021QD073）资助

土壤激发效应（Priming effect，PE）是调控土壤有机碳动态的关键过程，但其机制复杂且具有底物依赖性，限制了模型预测的准确性。为厘清其调控机制，基于全球2 122组观测数据，结合Meta分析、基于过程的模型分析、敏感性检验以及随机森林等方法，系统解析了不同碳底物条件下PE的机制、动态过程及其主控因子。结果表明：1）简单与复杂碳输入均诱发了显著的正PE，但强度在生态系统间差异明显，即农田的PE强度（约65%）显著高于森林生态系统（约33%），多变量分析揭示这种差异主要源于气候、土壤理化性质与微生物群落结构特征沿环境梯度的耦合变异。2）激发路径具有显著的底物特异性。简单碳输入主要通过微生物触发效应诱导产生强烈的正向表观PE；而复杂碳输入则主要通过底物优先利用机制抑制了原有土壤有机质分解，并产生负的真实PE。3）基于过程模型的结果进一步表明，PE的动态过程受底物质量控制，简单碳输入呈现“持续正向型”与“瞬态型”两类模式，而复杂碳输入则以“高表观-负真实型”模式为主，参数敏感性分析表明，该模式主要受微生物维持代谢的制约，反映了微生物在不同底物条件下的能量分配策略差异。4）此外，PE的主控因子具有层级分化特征，表观PE主要受微生物生物量碳与土壤碳氮比驱动；真实PE的主控因子则依赖于底物类型，在简单碳情景下以土壤有机碳含量与pH为主导，而在复杂碳情景下则转为以土壤碳氮比与外源碳添加量为主导。本研究通过解析不同碳底物输入条件下的PE控制机制，为土壤有机碳的准确预测和全球气候变化背景下的土壤碳平衡评估提供科学支撑。

来源：2026年第4期

《土壤学报》期刊编辑部

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