土壤微生物介導的碳循環過程研究獲進展

土壤微生物碳利用效率表示微生物同化、吸收以及轉移碳的能力，是反映土壤微生物介導和調控短期碳循環的關鍵參數。較高的土壤微生物碳利用效率反映了微生物將枯落物或根沉積物轉化為微生物生物量的高效率，這可能有利于提高土壤碳固存的潛力；而較低的碳利用效率則意味著大量的碳通過微生物的呼吸作用釋放到大氣中，進而可能減少土壤碳儲量。由于碳氮循環的相互作用，且氮的可利用性會影響微生物的代謝活動。在全球人為氮輸入不斷增加的背景下，土壤氮含量的增加可能會改變微生物碳利用效率進而影響全球碳循環。目前大多數研究多采用碳13標記有機物和氧18標記水的同位素示蹤法來估算土壤微生物的碳利用效率，但基于這些方法的估算值往往存在較大差異，進而會導致不同估算方法下土壤微生物碳利用效率對氮添加響應的差異。

為更好地了解全球氮沉降背景下土壤微生物介導的碳循環過程，四川農業大學林學院教授黃從德團隊綜述了不同微生物碳利用效率的測量方法，重點討論了不同尺度下（代謝水平，細胞水平，群落結構，生態系統類型）土壤微生物碳利用效率的調控因素。并且利用整合分析，基于全球氮添加對土壤微生物碳利用效率影響的100對觀測值，探究了兩種測量方法下（碳13和氧18同位素標記法）土壤微生物碳利用效率對氮添加的響應。

研究結果表明，在全球尺度上，土壤微生物碳利用效率均值為0.37。氮添加對土壤微生物碳利用效率的影響取決于不同的測量方法。具體表現為：氮添加降低了碳13標記法的土壤微生物碳利用效率，增加了氧18標記法的微生物碳利用效率。兩種相反的結果主要是由于兩種測量方法下微生物生長效率對氮添加的不同反應。本研究結果強調了關注不同測量方法下土壤微生物的群落結構和生理學狀態的差異，對于了解全球變化背景下微生物介導的碳以及養分循環至關重要。

不同測量方法下土壤微生物碳利用效率對氮添加的響應。四川農業大學林學院供圖

上述研究成果近日在線發表于生態學權威TOP期刊《全球變化生物學》（Global Change Biology），四川農業大學林學院博士研究生胡峻嶍為論文第一作者，黃從德教授和周世興博士為通訊作者，論文合著者還包括哥廷根大學Kuzyakov教授。

該研究由世界銀行長江流域上游森林生態系統改善項目、國家自然科學基金、四川省應用基礎研究基金和俄羅斯人民友誼大學戰略學術領導力計劃等項目資助。