微生物碳利用效率(CUE)是衡量微生物同化碳量占其總吸收碳量比例的指標,對土壤有機碳(SOC)動態變化起著關鍵調控作用。通常認為,較高的CUE有助于微生物生物量的增長及相關殘體物質的積累,進而提升SOC含量。然而,現有研究表明CUE與SOC的關系呈多變性。鑒于對這一關系及其驅動因素的認識不足,嚴重制約了SOC動態預測的準確性。
基于此,我們提出從以下三個視角深入解析CUE-SOC的關聯機制:(1)不同CUE估算方法所基于的概念、假設及微生物過程存在差異,這可能為探究CUE及其與SOC的關系引入不確定性;(2) CUE與SOC的關系會隨時間、空間和生物尺度的變化而受不同因素影響;(3)氣候變化通過改變底物有效性、微生物群落結構與代謝功能,進一步復雜化了CUE-SOC之間的關系。鑒于上述不確定性,有必要重新審視CUE-SOC的關系,以更精準地在當前建模框架中體現微生物過程。為此,我們建議:將CUE的可測量組分(如微生物呼吸和生長)作為未來模型構建的核心框架,這將有助于深入探究CUE-SOC的關系。
該成果發表在國際著名期刊Global Change Biology。中國科學院地球環境研究所周嘉聰博士后為第一作者,陳驥研究員為通訊作者。該項工作得到國家自然科學基金和陜西省杰出青年科學基金項目聯合資助。
Zhou, J., Luo, Y., & Chen, J. (2025). Dilemmas in linking microbial carbon use efficiency with soil organic carbon dynamics. Global Change Biology, 31: e70047.
https://doi.org/10.1111/gcb.70047
圖1 探究微生物碳利用效率與土壤有機碳動態之間關系的三個不確定因素
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