微生物是土壤中储存碳的关键

根据最近发表在《自然》杂志上的一项研究，微生物在土壤碳储存中起着关键作用。这项由包括耶拿马克斯普朗克生物地球化学研究所研究人员在内的国际科学家团队进行的研究表明，在全球土壤碳储存和分布方面，微生物碳利用效率的影响至少是其他生物或环境因素的四倍。这项研究的结果对改善土壤健康和减缓气候变化具有重要意义。

土壤是应对气候变化的关键碳汇，其储存的碳比任何其他陆地生态系统都多，是大气的三倍。然而，土壤碳储存所涉及的过程尚未得到很好的理解。虽然微生物长期以来一直被认为是土壤有机碳(SOC)积累和损失的重要贡献者，但不同生物和环境过程的具体贡献在很大程度上仍然未知。

这项题为“微生物碳利用效率促进全球土壤碳储存”的研究于24月<>日发表在《自然》杂志上，采用了一种新的方法来量化决定土壤碳动态的过程。国际研究团队全面探讨了碳利用效率、SOC保存与气候、植被、土壤性质等多种因素之间的关系。该研究代表了首次成功整合全球规模的数据集、微生物过程显式模型、数据同化、深度学习和荟萃分析来检查这种关系。

微生物碳利用效率(CUE)衡量微生物用于生长与新陈代谢的碳的比例。当碳用于微生物生长时，它被掺入微生物细胞中，从而支持其在土壤中的储存。相反，当碳用于新陈代谢时，它会以二氧化碳的形式释放到空气中，充当温室气体。该研究强调，在决定土壤中储存的碳量方面，微生物生长比新陈代谢更为重要。

“我们发现微生物碳利用效率是土壤碳储存中最重要的因素，”该研究的第一作者，最近在Markus Reichstein教授的指导下，耶拿马克斯普朗克生物地球化学研究所的访问博士生冯涛说。

虽然土壤碳动力学已经研究了很多年，但以前的研究主要集中在单个过程，例如从落叶和根部输入碳或在有机物分解过程中二氧化碳释放到空气中。“这项研究显示了微生物性状对碳循环的重要性，并应用了我们几年前提出的一种新策略来估计它们，”该研究的合著者兼马克斯普朗克生物地球化学研究所所长Markus Reichstein解释说。

这些新见解突出了进一步研究增强微生物土壤固碳的方法，不同类型的微生物和基质对土壤碳储存的影响以及对农场管理实践的影响的必要性。了解碳利用效率背后的微生物过程及其对环境因素的依赖性有助于预测响应气候变化的SOC反馈。