根系既能驱动土壤团聚体周转（aggregate turnover），在团聚体的形成（formation）和破碎（breakdown）过程中调控土壤有机碳的稳定和分解，也能驱动根系-土壤互作，产生根际激发效应（rhizosphere priming effect，RPE）。然而，受限于方法，二者间的机制性联系目前仍停留在假说阶段（即“团聚体周转假说”），缺少直接实验证据。
鉴于此，中国科学院沈阳应用生态研究所地下生态过程团队借助稀土氧化物标记和天然13C同位素示踪技术，发现植物生长和种类显著影响团聚体周转速率，总体表现为团聚性增加（aggregation），即大团聚体（larger aggregates）形成大于破碎过程，物种间团聚体周转速率的差异与细根属性有关；植物种间根际激发效应的差异与团聚体周转速率的差异趋于一致，意味着二者之间存在着显著的正向关联。基于这些新发现，发展了一个以团聚体周转为核心的土壤有机碳动态变化框架——“key”模型（图1）：根系加速的团聚体周转引起的团聚体破碎过程可提高根际激发效应，同时团聚体形成过程可固持根源碳，二者的平衡调控土壤碳的动态变化。该模型将为精确预测土壤有机碳动态提供理论参考。
图1 以团聚体周转为核心的土壤有机碳动态变化框架——“key”模型
该成果近期以“Rhizosphere priming is tightly associated with root-driven aggregate turnover”为题在Soil Biology & Biochemistry在线发表。地下生态过程组博士生王小红和阴黎明助理研究员为共同第一作者，王朋研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。