Witzgall K, et al. (2024). Soil carbon and nitrogen cycling at the atmosphere–soil interface: Quantifying the responses of biocrust–soil interactions to global change. Global Change Biology, doi: 10.1111/gcb.17519.
（2024年10月9日发表）
摘要参考翻译：在干旱地区，缺水限制了维管植物的生长，大部分初级生产都发生在土壤表面。在这里，复杂的大型和微生物群落与土壤颗粒紧密结合，形成了生物结皮（biocrusts）。尽管它们在调节旱地生态系统的碳和氮循环中发挥着关键作用，但对生物固定的碳和氮从生物结皮进入矿质土壤的命运，以及气候变化将如何影响大气、生物结皮和地表下土壤之间的碳和氮通量的了解却很有限。为了填补这些空白，我们在受控实验室条件下对生物结皮-土壤系统进行了升温和干旱实验，监测了二氧化碳通量，并应用了双同位素标记脉冲（13CO2和15N2）。这样就可以通过密度分馏和磷脂脂肪酸分析，详细量化进入特定有机质库和微生物生物量的元素途径。虽然生物结皮对二氧化碳通量的调节不受温度的影响，但干旱严重限制了生物结皮光合作用对碳的吸收，以至于这些系统不再能维持对碳的净吸收。此外，生物结皮的影响延伸到了下层1 cm的矿质土壤，在这里，碳和氮以矿质相关有机质（mineral-associated OM，MAOM<63μm）的形式积累。这与真菌相对优势的增加密切相关，表明真菌菌丝促进了C和N的向下转移以及随后MAOM的形成。然而，最引人注目的是，这些途径在受气候变暖影响的系统中被破坏了，在这些系统中，生物结皮对下层土壤的元素组成和MAOM都没有影响。这与气候变暖和干旱共同作用下生物氮净固定的减少进一步相关，突出表明了不断变化的气候条件如何削弱生物结皮的一些最基本的生态系统功能，从而对碳和氮的循环以及旱地生态系统中土壤有机质库的持久性产生不利影响。
受气候变暖和干旱影响的生物结皮-土壤系统中碳和氮途径的概念性概述
点击下方“阅读原文”可查看英文全文。
声明：本内容未向其他微信公众号投稿。
