在国家自然科学基金等项目的资助下，中国科学院华南植物园研究员刘菊秀团队研究发现增温对微生物残体的负面影响在底层土壤消失。相关成果近日发表于Geoderma。该研究是对先前基于该实验平台发现增温引起的植物-土壤养分竞争抑制了土壤矿物结合态有机碳积累的进一步机制性验证。

增温下土壤有机碳，特别是稳定碳库的变化将深刻影响陆地碳-气候反馈的强度和方向。微生物残体碳通常被认为是土壤稳定碳库的重要成分，其对增温的响应在热带和亚热带森林地区研究较少。

增温对南亚热带森林土壤微生物残体碳的影响。研究团队供图

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研究人员依托广东鼎湖山森林生态系统国家野外科学观测研究站于2012年建立的生态系统水平被动增温实验平台，进行了为期8年的连续采样，分析了南亚热带森林土壤微生物残体对生态系统水平增温的响应模式及驱动机制。结果表明，随着增温幅度的增加，南亚热带森林土壤微生物残体下降。与未增温（+0℃）处理相比，+2.1℃的增温使表层（0-10 cm）土壤微生物残体下降约23%（主要是由于真菌残体碳的损失），其约占表层土壤总有机碳损失的48%。然而，底层土壤（20-40 cm）微生物残体碳对增温的响应不敏感。

进一步分析表明，增温下表层土壤微生物残体碳的损失主要与增温刺激的植物与微生物氮竞争导致的土壤氮含量降低有关，而底层土壤微生物残体对增温的响应不敏感则与底层土壤更强的矿物保护作用以及更稳定的微生物群落有关。

论文第一作者、中国科学院华南植物园鼎湖山站博士后刘旭军表示，该研究对于准确理解热带和亚热带森林土壤有机碳动态的温度响应具有重要意义。一是，微生物残体通常被认为在矿物保护作用下对增温不敏感，然而，我们发现南亚热带森林土壤中的微生物残体对增温的响应强于预期，但这种敏感性随土壤深度而降低。这一现象应在地球系统模型中得到充分考虑。二是，增温引起的植物-土壤相互作用变化对微生物残体的积累十分重要，仅土壤变暖实验由于难以监测植物-土壤相互作用变化对微生物残体积累的影响而可能会低估微生物残体的温度敏感性。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2025.117336