微生物是土壤碳循環(huán)的重要驅(qū)動(dòng)者，一方面微生物通過分解土壤有機(jī)質(zhì)獲得自身生長所需要的養(yǎng)分和能量，另一方面微生物死亡后其殘留物也是土壤有機(jī)碳的重要組成部分。近年來對(duì)微生物死亡殘留物與土壤有機(jī)碳關(guān)系的研究逐漸增多，但是微生物自身的生理屬性是否影響微生物的死亡殘留物量、如何構(gòu)建活體微生物、微生物死亡殘?bào)w和土壤有機(jī)碳形成間的關(guān)系等研究還比較欠缺。
基于此，沈陽生態(tài)所生物地球化學(xué)組以中國東部南北分布的16個(gè)森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對(duì)象（圖1），選取土壤微生物碳利用效率、微生物量周轉(zhuǎn)速率和微生物生物量作為微生物生理參數(shù)，選取氨基糖作為微生物死亡殘留物指標(biāo)，分析區(qū)域尺度下氣候、土壤條件、微生物特性等生物和非生物因素對(duì)土壤有機(jī)碳形成的影響。研究發(fā)現(xiàn)，1）土壤有機(jī)碳與微生物生物量碳、氨基糖含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而與年均氣溫和降水均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖2）；2）一般線性模型結(jié)果顯示，具有微生物碳利用效率、周轉(zhuǎn)速率和微生物殘留物的模型能夠更好的模擬土壤有機(jī)碳含量的變化；3）結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果顯示，氣候因子、土壤因子主要通過調(diào)控微生物生物量碳庫和微生物殘留物碳庫的大小間接影響土壤有機(jī)碳形成（圖3）。研究成果為分析大尺度上微生物群落結(jié)構(gòu)、微生物生理屬性以及微生物死亡殘留物對(duì)土壤有機(jī)碳的影響提供重要的研究思路。
該研究成果以“Large-scale importance of microbial carbon use efficiency and necromass to soil organic carbon”題發(fā)表在Global Change Biology上。沈陽生態(tài)所王超副研究員與曲聆瑞博士生為共同第一作者，白娥研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、中科院青促會(huì)項(xiàng)目（王超）、國家青年拔尖人才支持計(jì)劃（白娥）等的資助。
圖1 研究樣點(diǎn)分布及研究思路模型
圖2 土壤有機(jī)碳與氣候、微生物生物量、氨基糖含量之間的關(guān)系
圖3 具有微生物生理屬性和死亡殘留物的土壤有機(jī)碳模型
