在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下，中國(guó)科學(xué)院華南植物園研究員閆俊華/劉菊秀團(tuán)隊(duì)與美國(guó)密歇根大學(xué)教授PeterB. Reich團(tuán)隊(duì)合作，研究揭示了微生物網(wǎng)絡(luò)重組驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)期增溫下微生物碳代謝的熱適應(yīng)。相關(guān)成果近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）。
土壤微生物分解作用每年向大氣排放約40-60 Pg碳，氣候變暖預(yù)計(jì)將進(jìn)一步刺激其分解，導(dǎo)致正的碳-氣候反饋效應(yīng)。然而，以往研究多基于短期實(shí)驗(yàn)，對(duì)長(zhǎng)期增溫影響下土壤微生物碳代謝變化特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制了解有限，尤其在熱帶和亞熱帶森林中，這阻礙了對(duì)土壤碳-氣候反饋的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。微生物碳利用效率對(duì)土壤碳積累至關(guān)重要，但其隨增溫持續(xù)時(shí)間的變化規(guī)律尚不清楚。
為此，研究團(tuán)隊(duì)依托廣東鼎湖山連續(xù)運(yùn)行十余年的野外增溫平臺(tái)，研究了南亞熱帶森林土壤微生物碳代謝對(duì)長(zhǎng)期增溫的響應(yīng)與適應(yīng)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，增溫10年后，微生物碳利用效率與溫度呈正相關(guān)，與以往預(yù)期相反，表明微生物碳代謝在長(zhǎng)期增溫下發(fā)生了調(diào)整。這種調(diào)整并非由微生物多樣性變化或底物碳有效性驅(qū)動(dòng)，而是由微生物群落向更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重組所致。這些網(wǎng)絡(luò)主要由生長(zhǎng)緩慢但高效的K策略微生物組成，增強(qiáng)了微生物代謝的熱適應(yīng)能力。最終，微生物呼吸作用和生長(zhǎng)恢復(fù)至與未升溫土壤相當(dāng)水平，部分抵消了最初的碳損失，這與溫帶森林中的觀測(cè)結(jié)果不同。
該研究對(duì)提高南亞熱帶森林土壤碳-氣候反饋預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性具有重要意義。當(dāng)前，微生物碳利用雖被納入許多模型，但常被限制在固定值或特定范圍內(nèi)，不受微生物生理和生態(tài)過(guò)程約束。該研究強(qiáng)調(diào)，地球系統(tǒng)模型需包含微生物相互作用信息，以約束微生物碳利用效率隨增溫持續(xù)時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化。然而，盡管亞熱帶森林土壤對(duì)增溫具有一定自我緩沖能力，但這種能力并非無(wú)限。在更劇烈增溫下，微生物自我調(diào)整能力可能被削弱甚至喪失。因此，維持低碳排放的努力不能松懈。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adz3747
本文鏈接：長(zhǎng)期增溫下微生物碳代謝熱適應(yīng)機(jī)制獲揭示http://www.sq15.cn/show-11-28439-0.html
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