近几十年来，我国亚热带地区大面积天然林被砍伐后变成人工林，或退化成次生林。随着森林类型的改变，植物和土壤的碳、氮、磷库发生的变化及其程度等问题有待深入了解，在城市规模不断扩张导致造林面积增长有限的前提下，改造改良现有低效林地生态系统，提高其地力、生产力和生态服务功能，是未来森林经营的有效出路。
中国科学院华南植物园生态中心罗先真在研究员温达志的指导下，依托中科院战略性先导科技专项-应对气候变化的碳收支论证及相关问题之“中国森林生态系统固碳现状、速率、机制与潜力研究”课题和广州市林业和园林局“广州市森林碳汇计量与监测研究”项目所建立的样地，开展地带性原生常绿阔叶林、次生林和人工林生态系统中植被和土壤碳氮磷储量、分配及碳周转关键酶的研究。研究发现，原生林向次生林、人工林转变，导致植物和土壤碳、氮、磷库下降；原生林表层土壤磷升高而下层土下降，意味着植被巨大生物量磷需求和归还驱动了土壤磷的再分配。植被生物量是驱动土壤碳、氮、磷输入与保存、从而改变生态系统碳氮磷化学计量比的关键。亚热带地区森林生长受氮、磷共限制及其共同调控。植被生物量与土壤碳氮磷库及其化学计量比之间经验关系模型，是判别林地转化影响的有效工具，能够为实施原生林保护和次生林恢复行动计划提供强有力的支持。与原生林相比，次生林和人工林中土壤活性碳组分含量减少显著降低水解酶活性，土壤惰性碳组分含量的下降则显著降低了氧化酶活性，从而不利于土壤有机碳积累。
该研究认为，应优先保护原生阔叶林，以维持其高生产力、地力和碳汇强度的稳定性；选择本土速生阔叶树种对低效次生林进行改造，通过生物量积累以快速提高生产力和地力是合理可行的；贫瘠立地，配套施用氮磷复合肥，以助力树木复壮、加速生物量碳积累和土壤碳输入，是一项重要的营林干预措施。
相关研究结果发表在Catena、Science of the Total Environment上。
图1.原生阔叶林（BF）、次生林（SF）和人工林（PF）植被和土壤碳氮磷的变化
图2.结构方程模型揭示驱动土壤有机碳变化的关键因子及其相对贡献
