研究人员透露，土壤微生物碳利用效率对温度的非线性反应及其对土壤有机碳变化的影响

近日，中国科学院地理科学与资源研究所研究员余开亮、副研究员汪金松等合作伙伴透露，土壤微生物碳利用效率对温度的非线性反应及其对土壤有机碳变化的影响。相关研究成果发表在《自然通讯》上。

利用微生物碳的效率(CUE)是对土壤有机碳进行检测(SOC)积累和损失的重要指标也是生物地球化学循环模型中的关键参数，对于理解SOC对气候变化的反应具有重要的指示意义。热适应理论认为，土壤单位的微生物呼吸通常在较高温度下较低，因此可以推断，CUE可能会随着空间温度的升高或长期温度的升高而升高。然而，目前，学术界尚不清楚CUE的温度响应特征及其对土壤有机碳变化的影响。

针对这一关键问题，余开亮、汪金松等全球变化领域的研究人员，如中国农业科学院、兰州大学、西北农林科技大学、美国、欧洲等国家和地区，开展了全球土壤微生物CUE温度响应研究。

研究人员通过整合全球表层土壤CUE数据和两个全球微生物呼吸数据，发现当年平均气温的微生物CUE和呼吸速率对温度的响应有一个阀值(MAT)超出约15°C时，微生物CUE显著增加。

当研究人员进一步将CUE对温度的非线性响应带入生物地球化学循环模型，并将微生物分解模型与集成微生物生理特征和社区结构数据的微生物分解模型与SOC响应气候变暖的差异进行比较时，他们发现，当MAT超过15时°C，根据微生物分解模型的预测，微生物的生长速度加快，导致微生物生物量增加，酶活性增强，并伴随着更高的异质呼吸，从而加速土壤中有机碳的分解，而一阶分解模型得出了相反的结论。

研究结果提高了对当前土壤碳动态模型的认识。传统模型通常假设温度、微生物碳利用效率和SOC之间的关系是线性的，但这项研究表明，如果不考虑CUE对温度的非线性反应，气候问题对未来土壤碳的预测可能会大大降低。因此，研究人员认为，未来生物地球化学循环模型需要考虑微生物CUE对温度的非线性反应，以提高土壤碳-气候问题反馈联系的预测精度。