[所屬分類:行業(yè)動態(tài)] [發(fā)布時間:2025-6-3] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

草地恢復逆轉碳效率？微生物CUE的全球密碼被破解
作者：李媛       來源：中國科學報
山東拓普生物工程有限公司  http://xhztyn.cn
近日，西北農(nóng)林科技大學水土保持與荒漠化整治全國重點實驗室在土壤碳循環(huán)領域取得新進展。研究成果發(fā)表在生態(tài)環(huán)境領域頂級期刊 《Global Change Biology 》上。
微生物碳利用效率（CUE）是土壤碳循環(huán)中的關鍵參數(shù)，其可以衡量土壤有機碳（SOC）形成和分解的平衡，將微生物CUE整合到地球系統(tǒng)模型中可以顯著提高模型對土壤碳循環(huán)模型的精度。然而，由于研究方法的多樣性，微生物CUE對全球變化的響應模式及驅動因素尚不明確，且全球變化下CUE-SOC之間的關系仍不明確，以上問題嚴重制約了我們對土壤有機碳-氣候變化反饋的理解。基于此，課題組匯編微生物CUE的所有測定方法，通過對全球多樣點數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，探究全球變化因子對微生物CUE的影響。取得主要結果如下：
全球范圍內，土地利用轉換和自然恢復措施是影響CUE的最關鍵因子。退耕還林和植被恢復等措施分別使CUE降低了11%和17%。這是由于植被恢復后凋落物數(shù)量的增加通過激發(fā)效應增加土壤碳的損失，從而降低了CUE。相比之下，天然草地恢復使CUE提高了41%，這表明在氣候變化背景下，重視草地恢復是增強陸地土壤碳匯的有效策略。另外，恢復年限和生態(tài)系統(tǒng)類型是CUE的重要影響因素。
土壤pH值的變化是影響CUE的主要因素，CUE隨著pH的增加而增加。在未來氣候變化情景下，堿性土壤的CUE增加幅度大于酸性土壤。這是因為微生物在低pH條件下需要更多的能量來克服H+/Al3+脅迫。在低pH環(huán)境下，細菌和真核生物之間的資源競爭加劇，這些變化最終導致CUE的減少。pH對全球變化因子的響應比CUE的變化更快，這表明微生物對pH變化的反饋延遲，土壤酸化對CUE的影響可能比最初預期的要慢。
在退耕還林等植被恢復情景下，CUE-SOC之間存在負相關關系。而在其他全球變化情景下，CUE-SOC之間無顯著關系。這是因為微生物對碳的利用代表了有機碳形成的初始階段，在SOC形成過程的后期階段中，碳的穩(wěn)定性（即微生物碳泵）在評估SOC儲存時通常更加關鍵，而這一點在最新的全球CUE模型中往往被忽視。
首次利用隨機森林模型嘗試獲得氣候變化對CUE的長期影響，模型綜合考慮了CUE的主要影響因素包括pH、土壤理化性質和氣候因子在內的多種環(huán)境變量。結果表明在三種共享社會經(jīng)濟路徑（SSPs）下，微生物CUE預計到2100年變化緩慢。
該研究提供了全球變化下土壤碳循環(huán)的新視角，拓寬了對陸地生態(tài)系統(tǒng)中微生物介導碳轉化途徑的理解。
相關論文信息： https://doi.org/10.1111/gcb.70240
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