微生物驅(qū)動的土壤有機(jī)碳分解研究取得新進(jìn)展

研究發(fā)現(xiàn)，全球變暖會促進(jìn)土壤有機(jī)碳的釋放，原因可能是升溫增加了土壤微生物的活性、改變了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而加速了有機(jī)碳的分解；但是，全球變暖引起土壤微生物生理活性的變化與土壤有機(jī)碳分解間的關(guān)系存在諸多不確定性。

基于此，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所與美國西弗吉尼亞大學(xué)、北亞利桑那大學(xué)等合作，從熱帶、溫帶、寒帶和北極分別采集土壤進(jìn)行增溫模擬試驗(yàn)，利用qSIP技術(shù)量化了土壤微生物的生長速率及其溫度敏感性，同步測量土壤有機(jī)碳的礦化速率和溫度敏感性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：增溫加速了土壤有機(jī)碳的礦化速率，但降低了有機(jī)碳礦化速率的溫度敏感性；同樣，增溫促進(jìn)了微生物的生長速率、降低了微生物生長速率的溫度敏感性；微生物生長速率的溫度敏感性與土壤有機(jī)碳礦化的溫度敏感性存在極顯著正相關(guān)性，說明土壤微生物活性對溫度的響應(yīng)是調(diào)控土壤碳釋放的關(guān)鍵因子；此外，通過計(jì)算每個(gè)微生物物種水平上的生長速率及其溫度敏感性，發(fā)現(xiàn)微生物生長速率的溫度敏感性具有顯著的生物進(jìn)化特征，即同一門或綱分類下微生物的溫度敏感性數(shù)值相近。研究表明，每個(gè)微生物的生理特征直接調(diào)控整個(gè)群落的功能性狀，進(jìn)而影響土壤的物質(zhì)循環(huán)過程。該研究首次量化了增溫對土壤微生物生長速率的影響，為構(gòu)建具有微生物屬性的全球變化模型提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。

相關(guān)研究成果以“The temperature sensitivity of soil: microbial biodiversity, growth, and carbon mineralization”為題，發(fā)表在《The ISME Journal》上。