SBB | 全球生态系统微生物残体是土壤有机碳的来源
尽管越来越多的证据表明微生物残体是重要的土壤有机碳来源，但在全球尺度农田、草地和森林土壤微生物残体对有机碳（SOC）的贡献尚未进行定量化研究。该研究基于全球0~150 cm土体深度内的氨基葡萄糖和胞壁酸含量，评估了全球农田（986个样本）、草地（278个样本）和森林（452个样本）土壤微生物残体含量及其对有机碳积累的贡献。
结果表明，农田、草地和森林土壤（0-20cm表层土壤）中微生物残体碳对有机碳的平均贡献分别为51%、47%和35%。这一结果表明土壤有机碳形成的微生物途径（即微生物残体的续埋效应）在耕地和草地土壤占主要地位，而植物途径（即难分解植物残体的物理迁移）在森林中占主导地位。微生物残体对SOC的贡献在草地（47%-54%）和林地（34%-44%）中随着深度的增加而增加，而在农田（51%-24%）中随着深度的增加而降低。农田土壤中的细菌/微生物残体比值和细菌/真菌残体比值大于草地和森林土壤，表明农田土壤中较多的细菌残体碳积累。
降水、温度和土壤pH值是控制微生物残体的重要气候和环境因素。在温带和寒带生态系统中，较低的温度和土壤pH值促进真菌和细菌残体积累。这些结果意味着，细菌/真菌残体比值的变化和微生物残体对SOC的贡献在不同生态系统类型存在差异。微生物残体是土壤有机碳形成的重要来源，真菌和细菌残体对SOC的贡献与活体微生物群体的主导地位相对应，并取决于土地利用类型、土壤深度和pH值、年平均降水量和温度。
图1 研究样点分布图
图2 农田（n=986）、草地（n=278）和林地（n=452）土壤真菌残体C、细菌残体C和微生物总残体C随土壤深度的变化。总微生物残体C估计为真菌和细菌残体C的总和。
图3 农田（n=986）、草地（n=278）和林地（n=452）微生物残体碳(C)对土壤有机碳(SOC)的贡献，残体积累系数(微生物残体C/微生物生物量C)和真菌：细菌残体随着土壤深度的变化。
图4 农田，草地和林地土壤的SOC，TN与真菌，细菌和微生物残体C的关系
图5 微生物生物量C、N和C/N与真菌、细菌和微生物残体碳的关系
图6 真菌残体C、细菌残体C、残体累积系数(微生物残体C/微生物生物量C)与微生物残体C/SOC的关系
图7 结构方程模型(SEM)，显示了环境因素的影响
图8 全球农田、草地和森林土壤微生物残体含量对SOC的贡献及其对有土壤有机碳积累的贡献。
研究成果由中科院水土保持研究、德国哥廷根大学和中科院沈阳生态所研究人员合作完成，于2021年9月发表在国际知名刊物Soil Biology and Biochemistry，博士生王宝荣为第一作者，安韶山研究员为通讯作者，该研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0603)，中国科学院A类战略性先导科技专项（XDA20040202），国家自然科学基金（41877074、42077072）等项目的联合资助。
https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108422
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