增強巖石風化(Enhanced Rock Weathering)被認為是一種具有潛力的負排放技術，通過將大氣中的二氧化碳固定為碳酸氫鹽或碳酸鹽，從而實現碳匯效應。以往的原位試驗大多聚焦于土壤無機碳固存過程，而對其在生態系統尺度上的響應研究相對不足。

為了探究增強巖石風化對森林生態系統碳匯的影響，中國科學院沈陽應用生態研究所穩定同位素生態學團隊在中國東北長白山地區的落葉松人工林開展了硅灰石粉末施加實驗，系統評估了ERW對森林生態系統碳循環的影響。研究團隊在林地中分別施用0 (W0)、5.0 (W1)和10.0 (W2) 噸/公頃的硅灰石粉末，并持續監測了土壤CO2通量、土壤碳動態以及樹木生長狀況。

結果顯示，在試驗的第一年，硅灰石施加顯著降低了土壤CO2排放：5.0和10.0噸/公頃的處理分別減少了16.5%和15.4%。這一現象可能與硅灰石風化產生的無機碳固定以及土壤有機碳穩定性的增強有關。然而在第二年，土壤CO2通量出現上升，分別比對照增加4.1%和5.1%，研究認為這與硅灰石粉末風化產生的鈣離子增強了根系生長，進而促進根系呼吸及土壤pH的升高激發了有機層土壤有機碳的分解密切相關。與此同時，兩種劑量的硅灰石粉末施用處理下，樹木生物量呈現明顯的增加趨勢(雖未達到顯著水平)，提示在長時間尺度上，ERW引起的植被生長加速可能對生態系統碳匯具有潛在貢獻。該研究表明，在評估增強巖石風化碳固存潛力時，既需要關注無機碳固定，也應綜合考慮土壤碳動態和植被生長的響應。

研究成果以“Carbon sequestration induced by enhanced silicate rock weathering in a temperate larch plantation in Northeastern China”為題，于2025年發表于《Forest Ecology and Management》期刊上。中國科學院沈陽生態所博士研究生吳州和宿晨霞助理研究員為共同第一作者，康榮華研究員為通訊作者，其他合作作者包括沈陽生態所方運霆研究員、王慶偉研究員和巴黎薩克雷大學Daniel S. Goll教授等。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃項目和遼寧省重點研發計劃等項目的支持。

圖1硅灰石粉添加處理下的土壤累積 CO2通量

圖2礦質層土壤中交換性鈣與土壤無機碳和有機碳的關系

圖3樹木生長、凋落物和細根生物量對硅灰石粉末添加的響應