土壤有机碳库(1500～2300Pg)是全球陆地表层系统中最大的碳库，约是大气碳库的2倍、陆地植被碳库的2～3倍。土壤有机碳库很小的变动都有可能会对大气CO₂浓度及碳平衡产生重要影响。因此，土壤有机碳对气候变化的响应是科学界目前关注的焦点问题。虽然理论和模型预测，气温的升高可能会加快土壤有机碳的分解，但由于一些观测研究的结果并不支持这一预测从而引起激烈争议。特别是Giardina和Ryan于2000年发表在Nature上的结果，被当成土壤有机碳分解对温度并不敏感的经典证据而被广泛引用。 

毁林或森林恢复引起的C₃植被和C₄植被之间的转换会导致土壤有机碳稳定同位素信号的改变，因而这类生态系统为探讨土壤有机碳动态沿气候梯度的变化提供了独特的材料。中科院武汉植物园系统生态学课题组的研究人员利用秦岭地区由C₄植被转为C₃植被的弃耕地，以及全球其它地区发生了C₃和C₄植被转换的生态系统，通过稳定同位素分析，首次揭示了土地利用变化后土壤有机碳动态与气候因子的关联性。研究发现，土壤有机碳的分解速率随年均温、年均降水量的升高而上升，土壤有机碳的分解速率与年均温存在指数关系。这一结果推翻了Giardina和Ryan的研究结论，提示全球变暖会导致土壤有机碳分解的加快。研究人员指出Giardina和Ryan的研究产生偏差的主要原因是未考虑土壤采样深度和土地利用变化类型。此外，研究人员还建立了土地利用变化后“新碳”（来源于新植被）与“旧碳”（土地利用变化前原有碳）比例变化的经验方程，并基于经验方程，估算出毁林和森林恢复后土壤有机碳来源发生转换的时间分别为43.4年和45.4年。 

该研究结果在线发表于Global Change Biology (doi: 10.1111/gcb.12886)。张克荣副研究员为论文第一作者，张全发研究员、程晓莉研究员为论文通讯作者。研究得到了国家自然科学基金（31200340, 31470499 & 31130010）、中国科学院战略性先导科技专项（“碳专项”，XDA05060500）和国家科技支撑计划（2011BAD31B02）资助。 

土壤有机碳分解速率与年均温及年均降水量的关系