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Nature Communications | 快速分解的凋落物增加了温带森林土壤碳，而不是通过微生物的生理特征
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植物输入转化为稳定的土壤有机碳(SOC)是一个关键的生态过程，但人们对其了解甚少，它会影响土壤C储量、养分有效性、净初级生产力和生态系统对全球变化的敏感性。最大和循环最慢的有机碳库主要是与土壤矿物结合而稳定的微生物产物，这表明微生物的产生介导了植物输入到与矿物相关的有机碳库的转移。在许多系统中，微生物残体(死亡的微生物细胞及其降解物)占SOC的很大一部分，微生物残体的产生受三个生理性状控制：微生物生长速率(MGR)、微生物碳利用效率(CUE)以及微生物生物量周转率(MTR)。尽管这些性状可能是有机碳形成和分解的核心内容，但微生物生理性状的控制及其在跨环境梯度下对有机碳的影响尚不清楚，这阻碍了对有机碳库如何应对环境变化的预测。
图1 研究概念模型
最近的一些研究认为，微生物残体的产生将植物的输入与SOC积累联系起来，高质量(即快速分解)的植物凋落物促进了微生物碳的利用效率、生长和周转，从而使坏死量具有更强的矿物稳定性。作者通过培养实验和对美国东部6个森林的试验来验证这一假设，使用稳定同位素来测量微生物特征和SOC动态。
图2 野外研究位点
本研究发现：微生物的生长速率、碳利用效率和微生物生物量周转率与矿物相关的有机碳呈负相关(而非正相关)。高质量凋落物对微生物生长的刺激促进了土壤有机碳分解，抵消了凋落物质量对土壤有机碳稳定的积极作用。因此，作者认为温带森林中，微生物的大量死亡并不是SOC持久性的主要驱动因素。微生物残体的来源、有机碳形成的替代途径、启动效应和土壤的非生物特性等因素可以强烈地将微生物的生长速率、碳利用效率和微生物生物量周转率与矿物相关的有机碳解耦。相关热门文章
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