工業(yè)革命以來，化石燃料燃燒和農(nóng)業(yè)化肥使用等人類活動導致大氣氮沉降增加。持續(xù)的氮輸入會顯著改變陸地生態(tài)系統(tǒng)結構和功能。作為表征微生物生理代謝的重要指標，土壤微生物碳利用效率（CUE）決定著微生物將吸收的碳分配至其生長和呼吸的比例，在很大程度上調(diào)控著氮輸入背景下的土壤碳固持與分解過程。因此，闡明土壤微生物CUE對氮富集的響應機制是準確預測氮輸入背景下土壤碳動態(tài)的前提。以往的研究主要關注氮輸入引起的土壤酸化和微生物養(yǎng)分限制對CUE的影響，尚不清楚土壤礦物保護及其調(diào)節(jié)的土壤碳可獲取性的作用。 為解決上述科學問題，中科院植物所楊元合研究組以青藏高原高寒草原生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，依托野外長期氮添加控制實驗平臺，結合18O-DNA標記、高通量測序等技術揭示了氮添加影響土壤微生物CUE的新機制。研究人員發(fā)現(xiàn)，礦物保護作用減弱引起的土壤碳可獲取性增加是導致氮輸入背景下微生物CUE增加的關鍵途徑。這一發(fā)現(xiàn)并不支持“微生物養(yǎng)分限制緩解和土壤酸化導致土壤微生物CUE變化”的傳統(tǒng)認識。進一步研究發(fā)現(xiàn)，礦物保護作用的減弱與植物多樣性下降、真菌群落組成變化以及土壤草酸含量的增加有關。該研究揭示了氮輸入通過改變植物-微生物-礦物交互作用調(diào)控土壤微生物生理代謝過程的新機制，為準確理解氮富集背景下的土壤碳動態(tài)提供了新視角。
該研究結果于6月1日在線發(fā)表于國際學術期刊Global Change Biology。植物所博士研究生馮雪徽為論文第一作者，陳蕾伊研究員(第七批會員)和楊元合研究員為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項等項目的資助。
文章鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/gcb.16229 
植物-微生物-礦物交互作用調(diào)控土壤微生物碳利用效率對氮輸入的響應
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