SBB丨驱动凋落物分解的生态酶动力学的温度敏感性:氮富集、凋落物化学和分解者群落的影响

当前的土壤有机质(SOM)机制模型已明确地结合了生态酶动力学和热力学，这在预测SOM动力学上已显出优势。然而，动力学参数(V_max和K_m)及其温度敏感性(Q₁₀)如何受到环境变化(如氮[N]沉降)和底物化学的影响，仍然是一个主要的不确定问题。本研究，在亚热带阔叶林中模拟N沉降条件下进行凋落物分解袋实验，测定了6种水解酶和2种氧化酶的V_max和K_m的Q₁₀。我们还通过磷脂脂肪酸分析和高通量测序研究了分解者群落组成。

研究表明，6种水解酶的Q₁₀−V_max均值(2.25)显著高于两种氧化酶(1.46)，且所有水解酶的Q₁₀−K_m均值(1.13)低于Q₁₀−V_max均值。相对于高质量的中华锥(Castanopsis chinensis，CC)凋落物（木质素/N=1.64），低质量的木荷(Schima superba，SS)凋落物（木质素/N=3.01）的生态酶的Q₁₀−V_max和Q₁₀−K_m均值较高。除1,4-β木糖苷酶和1,4-β-N乙酰葡糖胺糖苷酶的Q₁₀−V_max值和酸性磷酸单酯酶(ACP)的Q₁₀−K_m值外，N添加总体上不影响Q₁₀值。Q₁₀−V_max和Q₁₀−K_m随分解时间呈线性或抛物线显著变化，凋落物化学、微生物生物量和群落组成均一致变化。

在18个月的分解实验结束时，担子菌类真菌的相对丰度逐渐增加，而子囊真菌的相对丰度逐渐减少。该研究检测到CC凋落物中三种木质素降解真菌(刺革菌目、伞菌目和炭角菌目)的丰度显著增加，这表明这些真菌可能是导致CC凋落物比SS凋落物更快分解的原因。通过方差分析发现，微生物生物量磷含量和分解者群落组成是影响生态酶动力学Q₁₀的主要因素。这些结果表明，水解酶和氧化酶的特定温度响应函数可被推导出，且关键的功能性微生物群可被并入到目前基于过程的酶动力学驱动的SOM模型，以便在分解者群落中实现结构和功能相互作用的更直观的表达。

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https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.107878

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