土壤有机碳形成的微生物学机制研究取得进展



土壤有机碳形成的微生物学机制研究取得进展

微生物是土壤碳循环的重要驱动者,一方面微生物通过分解土壤有机质获得自身生长所需要的养分和能量,另一方面微生物死亡后,其残留物是土壤有机碳的重要组成部分。近年来,关于微生物死亡残留物与土壤有机碳关系的研究逐渐增多,但是,对微生物自身的生理属性是否影响微生物死亡残留物量,如何构建活体微生物、微生物死亡残体和土壤有机碳形成之间的关系等的研究较缺乏。

基于此,中国科学院沈阳应用生态研究所生物地球化学组以中国东部南北分布的16个森林生态系统为研究对象(图1),选取土壤微生物碳利用效率、微生物量周转速率和微生物生物量作为微生物生理参数,选取氨基糖作为微生物死亡残留物指标,分析区域尺度下气候、土壤条件、微生物特性等生物和非生物因素对土壤有机碳形成的影响。研究发现:(1)土壤有机碳与微生物生物量碳、氨基糖含量均呈显着正相关关系,与年均气温和降水均呈显着负相关关系(图2);一般线性模型结果显示,具有微生物碳利用效率、周转速率和微生物残留物的模型能更好地模拟土壤有机碳含量的变化;(3)结构方程模型结果显示,气候因子、土壤因子主要通过调控微生物生物量碳库和微生物残留物碳库的大小间接影响土壤有机碳形成(图3)。研究成果为分析大尺度上微生物群落结构、微生物生理属性以及微生物死亡残留物对土壤有机碳的影响提供了重要研究思路。

相关研究成果以Large-scale importance of microbial carbon use efficiency and necromass to soil organic carbon为题,发表在Global Change Biology上。沈阳生态所副研究员王超和博士生曲聆瑞为论文共同第一作者,研究员白娥为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金重点项目和中科院青年创新促进会项目等的资助。 (生物谷Bioon.com)

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