88038威尼斯林学院郑德祥教授团队近日在《Forest Ecology and Management》（《森林生态与管理》）上发表了题为Silicon fertilization increases the particulate and mineral-associated organic carbon in Chinese fir forest ecosystem（硅肥施用对杉木林生态系统颗粒态及矿物结合态有机碳的调控效应）（https://doi.org/10.1016/j.foreco.2025.122998）的学术论文。硅肥在人为主导的农业生态系统中已被广泛应用于提升土壤有机碳（SOC）储量，但在森林生态系统中，其对 SOC 的影响及有机碳储存的潜在机制仍不明确。杉木（Cunninghamia lanceolata）作为中国南方具有重要地位的用材树种，其大面积造林对中国森林碳库贡献显著。探究硅肥添加对杉木人工林 SOC 及关键组分（颗粒态有机碳 POC、矿质结合态有机碳 MAOC）的调控效应，对优化森林碳汇管理具有重要意义。

该研究在福建省顺昌县国有林场（亚热带海洋性季风气候，红壤）的杉木幼林内开展田间实验。研究结果显示，与对照相比，硅肥显著促进杉木生长。高硅处理（Si2）的生物量净增量较对照提升 1.53倍。同时显著改善土壤环境，使土壤 pH 从 4.43提升至 4.90，含水量提升 23%~27%，有效磷、铵态氮及植物可利用硅含量显著增加。在微生物层面，硅肥显著提高土壤细菌和真菌的 α 多样性（Chao1 指数），并提升绿弯菌门（Chloroflexi）、放线菌门（Actinobacteriota）及丛枝菌根真菌（球囊菌门 Glomeromycota）的相对丰度。在碳库效应上，硅肥显著提升 POC、MAOC 及总 SOC 储量，其中 POC 增幅最大（37.2%~47.8%），MAOC 增幅为 9.6%~16.2%，总 SOC 增幅为 12.0%~15.7%。此外，高硅处理显著提升土壤碳库管理指数（CMPI），表明硅肥在提升碳库质量的同时未降低其稳定性。结构方程模型进一步证实，硅有效性是核心驱动因子，通过间接促进杉木生物量积累（提升木质素输入）和微生物活性（增加氨基糖贡献），分别驱动 POC 和 MAOC 积累，最终实现 SOC 储量提升。

上述成果首次系统阐明了硅肥在杉木林生态系统中调控 SOC 及其关键组分的机制，填补了森林生态系统硅-碳循环研究的部分空白，为南方酸性红壤区杉木林碳汇提升与土壤改良提供了新的技术途径，对全球森林碳循环调控及可持续管理具有重要参考价值。

图1 本研究的概念图

图2 三种硅肥处理下土壤有机碳（SOC）、颗粒态有机碳（POC）及矿物结合态有机碳（MAOC）的变化

图3 硅肥施加对杉木人工林生态系统土壤有机碳（SOC）及碳组分（POC,MAOC）影响机制分析

88038威尼斯林学院博士研究生陈逸飞与闽江大学地理系靳少非副教授为本论文的共同第一作者，88038威尼斯郑德祥教授与中国科学院地球环境研究所李自民研究员为共同通讯作者。团队成员魏文海、蔡思莹、苏仪等多位林学院硕士研究生参与了相关工作。本研究得到了国家自然科学基金（32071760、41701099）、福建省自然科学基金（KJB23092XA）、88038威尼斯闽台特色农林生态系统碳中和项目（72202301004）等的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.foreco.2025.122998

第一作者简介： 

陈逸飞，88038威尼斯林学院2022级博士研究生，主要研究方向为亚热带森林硅循环与机制，以第一或共同第一作者在Forest Ecology and Management、Geoderma、Environmental pollution、Forests、生态学报、热带亚热带植物学报等学术期刊发表论文6篇，以参与作者在Forests、PeerJ、Frontiers in Environmental Science、林业科学研究等学术期刊发表论文6篇。

通讯作者简介： 

郑德祥，88038威尼斯林学院教授、博士生导师，长期从事森林可持续经营、人工林高效培育、森林硅碳化学循环与生态修复的教研工作。以第一作者或通讯作者在Forest Ecology and Management、Environmental pollution、PeerJ、生态学报、林业科学研究等国内外学术刊物发表论文70余篇。