陆地生态系统碳循环是自然界重要的物质循环过程，与气候变暖之间存在着重要的反馈关系，其内部主要机制及关键过程对气候变化的响应是当前全球变化研究的核心问题之一，而凋落物分解在陆地生态系统碳平衡和物质循环中起着至关重要的作用。光降解近些年被证实为凋落物分解的另一关键驱动因素，对陆地生态系统碳循环产生重要影响。在温带森林生态系统，人为及自然干扰造成的冠层结构变化（林窗）和树种秋季落叶期差异（物候多样性）均能够显著改变林下凋落物层所接受的光强和光谱组成。然而，凋落物分解特征及其养分周转动力学对这种冠层光谱变化的响应机制尚不清楚。
基于此，尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所森林生态系统管理团队选择温带森林阔叶树种蒙古栎和白桦的凋落叶作为试验材料，“秋季落叶开始（积雪前一个月）”和“积雪开始”两个时间点，分别在林下和林窗处凋落物进行原位光谱滤除处理试验（图1）。结果表明，积雪前一个月的太阳辐射暴晒产生的光降解作用，对次年凋落物碳周转具有正向的遗留效应，特别是在林窗处，碳释放增加 16-19%（图2）。该研究强调气候及人为活动干扰造成的落叶期/积雪覆盖变化、冠层结构变化，能够决定森林生态系统碳收支平衡的走向（Li et al. 2024，Ecological Processes）。
图1 试验样地和微环境
图2 凋落物质量损失和木质素损失1:1线图
上述研究中短暂的秋季曝光产生显著的遗留效应，但是值得注意的是处理间木质素变化差异较小，为了探明这个问题，研究团队采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）方法，分析了光降解对凋落物碳分子结构的影响。研究结果表明，太阳辐射，尤其是蓝光波段显著改变了凋落物碳分子结构，通过直接降解大分子木质素芳香族碳，降解为可溶性有机碳，增加多糖可用性，促进淋洗及微生物分解，一定程度上解释了光降解的作用机制（图3，4）。该研究预测在未来气候或人为干扰加剧下，大量的太阳辐射通过破坏的森林冠层或林窗到达地表凋落物层，其光降解作用会产生更多易降解光产物并输入至地下，造成土壤碳库的稳定性降低，减弱森林生态系统碳汇功能（Chang et al. 2025, Journal of Forestry Research）。
图3 凋落物质量损失、木质素损失、分子结构与太阳光谱的关系
图4光降解分子结构变化及其影响
为了丰富和发展凋落物分解理论，研究团队综述了光降解的作用机理，主要包括光矿化、光抑制和光促进效应，并归纳了其主要驱动因素，比较了不同尺度上凋落物光降解对环境及气候变化的响应差异（图5）。光降解对凋落物分解的影响程度与太阳辐射特征、凋落物性状、温度、水分、微生物和植被覆盖等因素密切相关，多因素之间的相互作用使得光降解作用更加复杂。最后，甄别了凋落物光降解研究中存在的主要问题，展望了未来的研究方向，着重强调需要深入探究光降解作用途径及其内在机制，量化光降解与环境因子交互效应，并对传统碳周转模型进行优化（张娟娟等. 2024, 应用生态学报）。
图5 陆地生态系统凋落物的光降解机制示意图
上述相关研究结果发表于Ecological processes、Journal of Forestry Research和《应用生态学报》，尊龙凯时人生就是搏z6com李星志、常璐、张娟娟博士分别为第一作者，王庆伟研究员为通讯作者；相关研究得到了国家自然科学优秀青年基金（32122059）、国家重点研发计划（2021YFD2200402）和尊龙凯时人生就是搏z6com“BR计划”等项目资助。
