全球变化下土壤有机碳与微生物多样性关系的研究进展

土壤微生物是陆地生态系统遗传多样性的重要组成部分，在陆地生态系统的地下碳循环中起着重要作用。活性氮通过大气沉降进入陆地生态系统，可以有效缓解地上植被的氮限制，促进植物生长，增加植物生物量。然而，过量的氮可能导致土壤pH值降低，导致土壤养分失衡，破坏生态系统的稳定性。在土壤碳循环过程中，土壤微生物多样性与土壤有机碳密切相关。这种耦合可能被迅速的全球氮沉降削弱或破坏。目前，关于氮沉降如何影响土壤有机碳和土壤微生物的知识很多，但土壤有机碳和微生物多样性之间的关系如何响应氮沉降尚不清楚。

中国科学院地球环境研究所王研究组副研究员，加拿大阿尔伯塔大学，中国科学院西北生态环境资源研究所，西北农业大学；f大学等。建立了氮肥影响土壤微生物多样性和土壤碳的机理框架图。在此基础上，从全球229篇文章中收集了1148对数据，探讨了氮肥(包括施肥量、施肥类型和试验时间)对不同陆地生态系统土壤微生物多样性和土壤碳动态的影响。

结果表明，施肥降低了不同生态系统土壤细菌多样性(-11%)和真菌多样性(-17%)，但增加了土壤有机碳(SOC)(19%)、微生物生物量碳(MBC)(17%)和可溶性有机碳(DOC) (25%)。有机氮(尿素)处理对土壤有机碳、MBC、溶解有机碳以及细菌和真菌多样性的影响大于无机氮处理。土壤微生物多样性随着土壤有机碳、MBC和DOC的增加而降低，相关系数的绝对值随着施氮量和施氮时间的增加而降低，表明施氮减弱了土壤碳与微生物多样性的关系。构建了一个简单的概念模型来描述氮肥背景下土壤碳与微生物多样性关系的变化趋势。土壤有机碳和微生物多样性对氮肥的影响支持将微生物多样性信息明确纳入不同全球变化情景下的土壤碳变化模型。然而，在高氮肥水平下，这种减弱的关系可能对生态系统服务产生负面影响，这对于缓解全球氮富集对土壤碳循环的负面影响具有重要意义。

近日，相关研究成果发表在《全球变化生物学》上。该研究得到了中国科学院战略先导科技专项(B类)、国家自然科学基金、陕西省自然科学基金面上项目、黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金、中国科学院西部之光人才培养计划等项目的支持。