森林恢复能吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，对于降低大气中温室气体浓度、具有十分重要的作用。但目前国内外对此作用的评估具有很大的差异，其原因之一在于缺少对土壤碳积累过程机制的认识，特别是缺乏对土壤碳氮循环耦合机制的认识。该项研究是当前土壤科学的前沿领域。
为了揭示土地利用变化（森林恢复）对土壤碳氮循环的影响，武汉植物园系统生态学课题组助理研究员邓琦在程晓莉研究员的指导下，以丹江口库区森林，灌丛和农田生态系统等不同土地利用类型为对象，系统研究了土壤有机碳及其惰性有机碳的指数，总氮，氮的净矿化及硝化和无机氮含量等碳氮循环过程。研究结果表明，由于大量低质量（高C:N比）植物凋落物的输入，森林和灌丛的植被恢复增加了土壤有机碳，但减少了土壤的总氮含量，进而导致更高的土壤C:N比和土壤惰性有机碳的指数。改变土壤C:N比以及土壤有机碳组分还进一步影响来土壤氮循环。森林恢复显著降低土壤氮的净矿化和硝化速率，以及无机氮含量。相关分析表明，土壤氮矿化和硝化与土壤有机碳和土壤碳氮比呈负相关关系。该研究不仅揭示了丹江口库区土壤碳氮动态对于森林恢复的响应，同时还阐述了森林恢复过程中土壤碳氮耦合的机制，为当地政府的植被恢复和库区水环境治理工作提供了可靠的科学依据和借鉴。
该研究得到了国家自然科学基金及中国科学院战略性先导专项的资助，相关研究成果发表在国际生态学期刊Soil Biology & Biochemistry上。
丹江口库区土地利用变化对土壤有机碳和氮的影响分析图
