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　　全球變暖加速土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）分解和CO2釋放，研究SOM分解的溫度敏感性（Q10）對全球變暖的響應(yīng)，對于未來氣候變化下的全球碳收支預(yù)測至關(guān)重要。然而，由于Q10、SOM質(zhì)量和微生物生態(tài)功能之間的復(fù)雜關(guān)系，Q10對持續(xù)增溫的響應(yīng)趨勢及其驅(qū)動機(jī)制尚存在較大爭議，特別是缺乏微生物基因組學(xué)相關(guān)證據(jù)支持。

　　沈陽生態(tài)所土壤化學(xué)組研究團(tuán)隊(duì)以中國東北闊葉紅松林為研究對象，沿北緯40o54'51''—49o28'42''緯度梯度（南北1100 km）選取13個(gè)樣點(diǎn)，年均溫（MAT，-1.9 —5.1 ）溫差達(dá)7 。測定了SOM礦化溫度敏感性（Q10值）、土壤基本理化性質(zhì)、SOM質(zhì)量、土壤微生物群落組成、與碳降解相關(guān)的功能基因豐度，系統(tǒng)研究了SOM礦化溫度敏感性隨年均溫的變化規(guī)律及其綜合驅(qū)動機(jī)制，著重探討了Q10與微生物群落生態(tài)策略之間的關(guān)聯(lián)。研究發(fā)現(xiàn)，Q10值隨MAT增加而增加，但隨SOM的生物可利用性增加而下降（圖1）；Q10與土壤微生物群落K-策略傾向有關(guān)，包括：i）寡營養(yǎng)類群和富營養(yǎng)類群微生物的比例高；ii）外生菌根菌與腐生真菌比例高；iii）惰性有機(jī)碳與活性有機(jī)碳降解基因的比例高；iv）16SrRNA基因操縱子平均拷貝數(shù)低。由于K策略微生物偏好利用惰性有機(jī)碳，本研究從微生物群落組成和功能的角度支持了碳質(zhì)量-溫度（Carbon quality-temperature，CQT）假說。通過365天的室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，明確了活性有機(jī)碳與惰性有機(jī)碳庫對溫度變化的響應(yīng)。結(jié)果表明，樣帶南部相對溫暖地區(qū)土壤中難降解有機(jī)質(zhì)的分解對氣溫升高更為敏感，這可能與微生物群落K-策略占優(yōu)勢相關(guān)聯(lián)，暗示溫度升高可能會增加較溫暖地區(qū)惰性有機(jī)碳庫的損失，加劇氣候變暖和CO2排放之間的正反饋?zhàn)饔茫▓D2）。本研究首次嘗試基于微生物遺傳信息揭示Q10與土壤微生物生態(tài)策略之間的關(guān)聯(lián)，解析了Q10-SOM質(zhì)量-微生物生態(tài)功能之間的復(fù)雜關(guān)系，可為后續(xù)的相關(guān)研究提供重要的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

　　上述結(jié)果以“Temperature sensitivity of SOM decomposition is linked with a K-selected microbial community”為題于2021年3月在線發(fā)表在Global Change Biolog上。土壤化學(xué)組李慧研究員和聯(lián)合培養(yǎng)研究生楊山博士（現(xiàn)為廣東省微生物研究所助理研究員）為共同一作，姜勇研究員為通訊作者，沈陽生態(tài)所葉吉副研究員、布仁倉副研究員、王緒高研究員、研究生姚飛和馬銳驁等為共同作者。本研究得到國家自然科學(xué)面上基金項(xiàng)目（31870482，31570501）等的資助。

　　

　　圖2 未來氣候變暖條件下，有機(jī)質(zhì)礦化溫度敏感性（Q10）、有機(jī)質(zhì)質(zhì)量和有效性、微生物生態(tài)策略的響應(yīng)趨勢及其復(fù)雜關(guān)系的概念模型