微生物是土壤碳循環(huán)的重要驅(qū)動者，一方面微生物通過分解土壤有機質(zhì)獲得自身生長所需要的養(yǎng)分和能量，另一方面微生物死亡后其殘留物也是土壤有機碳的重要組成部分。近年來對微生物死亡殘留物與土壤有機碳關(guān)系的研究逐漸增多，但是微生物自身的生理屬性是否影響微生物的死亡殘留物量、如何構(gòu)建活體微生物、微生物死亡殘體和土壤有機碳形成間的關(guān)系等研究還比較欠缺。
基于此，沈陽生態(tài)所生物地球化學(xué)組以中國東部南北分布的16個森林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象（圖1），選取土壤微生物碳利用效率、微生物量周轉(zhuǎn)速率和微生物生物量作為微生物生理參數(shù)，選取氨基糖作為微生物死亡殘留物指標，分析區(qū)域尺度下氣候、土壤條件、微生物特性等生物和非生物因素對土壤有機碳形成的影響。研究發(fā)現(xiàn)，1）土壤有機碳與微生物生物量碳、氨基糖含量均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而與年均氣溫和降水均呈顯著負相關(guān)關(guān)系（圖2）；2）一般線性模型結(jié)果顯示，具有微生物碳利用效率、周轉(zhuǎn)速率和微生物殘留物的模型能夠更好的模擬土壤有機碳含量的變化；3）結(jié)構(gòu)方程模型結(jié)果顯示，氣候因子、土壤因子主要通過調(diào)控微生物生物量碳庫和微生物殘留物碳庫的大小間接影響土壤有機碳形成（圖3）。研究成果為分析大尺度上微生物群落結(jié)構(gòu)、微生物生理屬性以及微生物死亡殘留物對土壤有機碳的影響提供重要的研究思路。
該研究成果以“Large-scale importance of microbial carbon use efficiency and necromass to soil organic carbon”題發(fā)表在Global Change Biology上。沈陽生態(tài)所王超副研究員與曲聆瑞博士生為共同第一作者，白娥研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金重點項目、中科院青促會項目（王超）、國家青年拔尖人才支持計劃（白娥）等的資助。
圖1 研究樣點分布及研究思路模型
圖2 土壤有機碳與氣候、微生物生物量、氨基糖含量之間的關(guān)系
圖3 具有微生物生理屬性和死亡殘留物的土壤有機碳模型
