增強巖石風化(Enhanced Rock Weathering)是近年來提出的一種通過施用硅酸鹽礦物粉末(如硅灰石)來捕獲大氣CO?的重要途徑。此外，硅酸鹽礦物的添加還能通過改善土壤理化性質和微生物活性，促進土壤有機碳(SOC)的穩定化。其中，礦物結合有機碳(MAOC)因其較高的穩定性和較長的停留時間，對長期土壤碳儲存具有關鍵作用。然而，硅灰石添加如何影響MAOC的形成，尤其是在不同土壤類型中的響應差異，尚不明確。

為此，研究以湖南會同縣的杉木人工林和玉米農田土壤為研究對象，開展為期60天的培養實驗，添加5%(w/w)的硅灰石粉和13C標記葡萄糖，并采用1?O標記技術測定微生物碳利用效率(CUE)和生物量周轉。結果表明，硅灰石添加使森林土壤和農田土壤的13C-MAOC分別顯著增加171%和252%，顯著促進了MAOC的形成。然而，兩類土壤的碳固定機制存在明顯差異：森林土壤中MAOC的增加主要源于pH升高(提高3.5個單位)和有效磷增加所帶動的微生物CUE提高;而農田土壤中雖CUE未顯著改變，但微生物更傾向于將碳用于合成代謝而非分解排放，從而提高了MAOC形成效率(達76.2%)，表現出更高的碳固定效率。

該研究首次系統揭示了硅灰石添加在不同土壤類型中促進MAOC形成的機制差異，強調了微生物代謝路徑和礦物-有機質相互作用在土壤碳固定中的關鍵作用。研究成果為優化農田和森林土壤管理、提升土壤碳匯功能提供了理論依據和技術路徑。

研究成果以“Similar mineral-associated organic carbon formation but distinct efficiencies by powdered wollastonite addition between two soils”為題，于2025年發表于《Soil Biology and Biochemistry》期刊上。中國科學院沈陽應用生態所畢業博士顏詠雪和陰黎明副研究員為共同第一作者，張偉東研究員為通訊作者。該項研究得到了國家重點研發計劃(2022YFF1303003)、國家自然科學基金(U22A20612)、湖南省科技創新計劃(2024RC4029)等項目的資助。