落叶松是我国主要用材树种，深入研究其凋落物分解机制，对于缓解针叶纯林地力退化，提高林分稳定性有重要意义。中国林科院林业所孙晓梅研究团队，基于北亚热带和温带两个气候区日本落叶松凋落物分解试验长期观测数据，在解析混合凋落物促进养分分解的微生物作用机制方面取得重要进展。
研究团队通过分析北亚热带日本落叶松—檫木和温带日本落叶松—核桃楸凋落物的分解速率、养分释放、酶活性和微生物群落组成。发现两个气候区的针阔混合凋落物呈现出协同加性效应，并随着分解的进行持续增强，提高了针叶的分解速率，温带地区提高4.00%，北亚热带地区提高3.38%。针阔混合分解过程中，两个气候区均出现新的优势微生物种类，优势细菌相似，但优势真菌种类完全不同，且温带地区微生物数量显著增加，这表明由于参与凋落物分解的微生物种类和数量增加造成温带地区针阔混合后加速了日本落叶松凋落物分解效率，而北亚热带地区可能仅是微生物种类增加引起的。C/N、C/P比和pH值是影响微生物群落结构的主要环境因子。
氮素代谢是森林生态系统养分循环的重要组成部分，但是人们对混交后微生物群落如何调控氮素代谢过程促进凋落物分解知之甚少。基于上述试验，分析发现日本落叶松—檫木混交后凋落物的pH值、硝酸盐含量和有机氮降解酶活性显著提高，对针叶凋落物分解中鞘氨醇单胞菌、马赛菌和紫色杆菌的丰度和潜在氮代谢功能有促进作用，并通过改变与有机氮降解和同化硝酸盐还原过程相关基因的表达丰度介导氮代谢过程，形成了更稳定的微生物共生网络模式。凋落物pH值和硝酸盐含量是氮代谢微生物功能潜在变化的主导因素。
上述研究成果阐释了日本落叶松混合凋落物如何影响微生物种群和功能来促进针叶凋落物分解，以及其在氮素代谢过程中的作用机制，这对于合理营建日本落叶松混交林，加速针叶林养分分解、缓解地力退化和维护长期生产力有重要意义。
相关研究论文“Mixing
litter from Larix kaempferi (lamb.) Carr. and broad-leaved trees enhances
decomposition by different mechanisms in temperate and subtropical alpine
regions of China” (https://doi.org/10.1007/s11104-020-04527-y)和“Effects of mixed coniferous and broad-leaved litter on
bacterial and fungal nitrogen metabolism pathway during litter decomposition”（https://doi.org/10.1007/s11104-020-04523-2）于近期先后发表在《Plant Soil》上。研究工作得到十三五重点研发计划（2017YFD0600400）的资助。（陈东升/林业所、国家林业草原落叶松工程技术研究中心、落叶松国家创新联盟）