土地利用變化對土壤有機碳的動態有重要的影響;土壤呼吸是陸地生態系統向大氣釋放二氧化碳的主要途徑,對大氣二氧化碳濃度會產生深遠影響——中國科學院專家研究發現,造林能顯著增加土壤呼吸和土壤有機碳的數量與質量,加強對土壤甲烷的吸收,降低溫室效應。

中國科學院武漢植物園土壤生態學課題組程曉莉研究員團隊,以丹江口庫區農田、灌叢和森林為對象,進行了為期一年的土壤呼吸及其同位素測量的研究,結果發現,土壤呼吸碳同位素值與微生物碳同位素值呈顯著正相關關系,造林能改變輸入到土壤中凋落物的碳同位素信號值,進而使土壤呼吸同位素值產生變化。土壤呼吸可以作為土壤有機碳質量和數量較為靈敏的指示器,土壤呼吸較高意味著造林能有效提升土壤有機碳的總量。
專家團隊還利用這些研究對象,運用穩定同位素的方法對甲烷氧化速率進行研究,結果發現造林能夠顯著增加甲烷的氧化速率,灌叢和森林甲烷氧化速率較農田高186.3%和93.5%。
相關研究還發現,不同類型的植被對土壤甲烷氧化也有顯著影響:豆科植物類群下的土壤較針葉林類群有更高的甲烷氧化速率;甲烷氧化過程中,造林地較農田的同位素分餾系數低,證實了造林地更高的甲烷氧化速率。