中国科学院成都生物研究所在根际土壤有机碳（SOC）组成和来源的垂直分异规律研究方面取得重要进展。该项研究深入揭示了不同土层中根际土壤有机碳的化学组成差异及其植物与微生物来源贡献的变化规律，对于理解陆地生态系统碳循环过程、评估土壤碳库稳定性以及制定科学的土壤管理策略具有重要的理论和实践意义。
土壤有机碳是陆地生态系统最大的碳库，其微小的变化都会对大气二氧化碳浓度产生显著影响。根际土壤作为植物根系、土壤微生物和矿物质相互作用的活跃界面，其有机碳的动态是土壤碳循环的核心环节。以往的研究多聚焦于表层土壤，对根际过程在土壤剖面中的垂直变化规律认识不足。
成都生物所的研究团队，通过选取典型生态系统，系统采集了从表层至深层的根际与非根际土壤样品。研究综合运用了有机碳分组、稳定性同位素（如δ13C）、生物标志物（如木质素酚、微生物残留物氨基糖）以及分子生物学等多种技术手段，对有机碳的化学结构、来源比例进行了精细解析。
研究发现，根际效应对土壤有机碳组成和来源的影响随土壤深度呈现规律性变化：
- 组成分异：在表层土壤（0-20厘米），根际土壤中的活性碳组分（如可溶性有机碳、微生物生物量碳）比例显著高于非根际土壤，碳的周转更为活跃。随着土层加深（20厘米以下），根际与非根际土壤中有机碳的化学稳定性整体增强，但根际土壤中与矿物结合较弱的颗粒有机碳仍保持相对较高的比例，表明深层根际仍是一个重要的碳转化“热点”。
- 来源分异：基于同位素和生物标志物的分析表明，在表层根际，有机碳同时接收大量新鲜的植物源碳（如根系分泌物、凋落物）和活跃的微生物源碳输入。随着深度增加，植物直接输入的根系分泌物减少，但植物残体分解产物和微生物代谢、周转产生的残留碳（如氨基糖）在有机碳库中的相对贡献率显著上升，成为深层根际土壤有机碳，特别是稳定碳库的重要来源。这颠覆了以往认为深层土壤碳主要来自古老植物残体的简单认知。
- 驱动机制：这种垂直分异规律主要受控于根系分布与活性、微生物群落结构与功能、矿物保护作用以及水氧条件等环境因素的协同作用。深层根际特有的微生物群落可能通过利用难降解碳和自身残留物的积累，在塑造深层碳库组成方面发挥关键作用。
该研究的进展明确了根际过程在整个土壤剖面碳循环中的连续性和差异性，强调了深层根际作为碳“转化器”和“稳定器”的双重功能。研究成果不仅深化了对土壤碳循环垂直维度的理解，也为通过调控植物-微生物-矿物互作来增强土壤碳固存，特别是提升深层土壤碳库的稳定性，提供了重要的科学依据。例如，在农业和生态管理中，选育深根系作物或植物、改善土壤结构以促进深层根系生长和微生物活动，可能是增强土壤固碳潜力的有效途径。
此项研究得到了国家自然科学基金等项目的支持，相关成果已发表于国际环境科学与生态学领域权威期刊。
