森林恢复工程被认为是具有固碳效应、减缓气候变化的一项有效手段。森林对土壤碳氮库的最终结果是否为积极影响，主要取决于土壤碳氮库输入（如地上植被凋落物、地下根生物量和分泌物输入）与输出（如微生物作用下的碳降解）两个过程的平衡度。由于时间和空间异质性，森林恢复对土壤碳氮库动态的影响是不确定的，且有待于从机制层面进一步探究。
为了揭示森林恢复对土壤有机碳氮库影响的动态机制，中国科学院武汉植物园博士窦晓琳在研究员程晓莉的指导下，运用土壤组成分馏和自然丰度稳定同位素相结合的方法技术，揭示了丹江口库区森林恢复下的各土壤物理组分的有机碳氮的动态变化。结果表明，森林恢复过程中主要是通过增加土壤大团聚体(> 2000 μm)和土壤闭蓄态颗粒有机质iPOM (65-87%)中的碳含量进而增加了土壤总碳储量。而森林中的土壤团聚体(< 2000 μm)中的有机氮含量却低于灌丛和农田，这主要与森林土壤中高碳氮比的植物残体输入抵消了相对较多的生物量输入带来的影响有关。另外，土壤各组分氮同位素（δ15N）的值反映出了农田具有最大的土壤有机碳降解水平，而森林土壤的确可以增强土壤有机质组分的物理保护从而减缓碳降解，减少碳损失。该研究表明土地利用类型的转变，如森林恢复，可改变土壤团聚体分布与碳氮储藏，进而影响陆地生态系统碳氮库。该研究对丹江口库区森林恢复工程带来的生态系统碳积累过程的监测具有重要意义。
该研究得到国家自然科学基金(31270550, 31470557, 31130010)、国家关键技术研究与发展计划(2011BAD31B02)、中国科学院战略优先研究项目(XDA05060500)的共同资助。相关研究成果以Shifts in soil organic carbon and nitrogen dynamics for afforestation in central China 为题，发表在国际期刊Ecological Engineering 上。
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不同土地利用类型下土壤物理各组分的碳氮比
