题目：Aridity-Driven Change in Microbial Carbon Use Efficiency and Its Linkage to Soil Carbon Storage
期刊：Global Change Biology
影响因子：13.2
发表时间：2024
1.参考文献：Pei, J., Fang, C., Li, B., Nie, M. and Li, J. (2024), Aridity-Driven Change in Microbial Carbon Use Efficiency and Its Linkage to Soil Carbon Storage. Glob Change Biol, 30: e17565.
2.研究背景
l土壤有机碳储存的重要性：SOC 储存对生态系统稳定性和气候调节至关重要，土壤微生物在 SOC 储存中起着关键作用，微生物 CUE 是衡量微生物介导 SOC 积累和损失的综合指标，对预测 SOC 储存变化具有重要意义。
l气候变化对微生物 CUE 的影响：气候变化影响土壤水分，进而影响微生物代谢和 CUE，但目前关于 CUE 对水分变化的响应研究较少且结果不明确。干旱可能通过改变土壤理化性质调节微生物 CUE，但具体机制尚不清楚。
3.研究目的
l揭示干旱变化对微生物 CUE 的影响：通过在野外湿度条件和不同实验湿度下测定 CUE，研究干旱指数与 CUE 的关系，以及水分变化对 CUE 的影响，发现随着干旱程度增加，微生物 CUE 显著下降。
l确定调节干旱诱导微生物 CUE 变化的因素：分析土壤的理化保护、底物可用性、底物质量、微生物性质等因素与 CUE 的关系，通过结构方程建模等方法确定这些因素对 CUE 的直接和间接影响，发现理化保护、底物可用性和微生物性质对 CUE 有显著直接影响，其中干旱指数对 CUE 的标准化总效应最大。
l探索干旱诱导微生物 CUE 变化与 SOC 变化的联系：研究 CUE 与 SOC 的相关性，通过随机森林模型和一般线性模型分析评估 CUE 在解释 SOC 变化中的重要性，发现 SOC 与 CUE 呈正相关，CUE 是 SOC 变化的重要预测因子，将 CUE 纳入模型可提高对 SOC 变化的解释能力。
4.科学问题
l干旱变化如何影响微生物碳利用效率（CUE）？
l哪些因素调节干旱诱导的微生物 CUE 变化？
l干旱诱导的微生物 CUE 变化与土壤有机碳（SOC）变化有何联系？
5.实验材料与方法
l研究区域和野外采样：在中国北方沿东西样带约 6000 公里的 50 个站点采集土壤，这些站点气候多样，土壤性质差异大。
l气候和植物生物量碳变量测定：从相关数据库获取气候数据，从开发的地图中提取植物生物量碳数据。
l微生物 CUE 评估：通过基于体内 ¹⁸O - 水蒸气平衡的方法，在野外湿度条件和不同实验湿度下测定 CUE。
l研究影响微生物 CUE 的因素：进行团聚体破坏、微生物互移植和葡萄糖添加实验，分析土壤和微生物性质，包括土壤团聚体、矿物、底物可用性、底物质量和微生物多样性等。
l统计分析：采用多种统计方法分析数据，包括计算响应比、进行相关性分析、配对样本 t 检验、结构方程建模和随机森林模型及一般线性模型分析等。
6.结果与讨论
lCUE 沿干旱梯度和不同湿度水平的变化：在 50 个站点中，CUE 随干旱指数增加而显著降低，水分操纵实验也表明较低湿度下 CUE 较低。
lCUE 对解释 SOC 变化的重要性：SOC 随干旱增加而显著降低，且与 CUE 呈正相关，随机森林模型和一般线性模型分析表明 CUE 是 SOC 变化的重要预测因子。
l驱动 CUE 变化的因素：CUE 与多种因素相关，结构方程模型结果显示，理化保护、底物可用性和微生物性质对 CUE 有显著直接影响，干旱指数对 CUE 的标准化总效应最大。
l影响 CUE 的直接因素：团聚体破坏、葡萄糖添加和微生物互移植实验表明，团聚体保护、底物可用性和微生物群落对微生物 CUE 有直接影响。
图1 微生物碳利用效率（CUE）对水分变化的响应。
图2 随着干旱度和微生物碳利用效率（CUE）的变化，土壤有机碳（SOC）的变化以及预测因子对 SOC 沿干旱梯度变化的相对重要性。
图3 干旱指数、土壤条件、物理化学保护、基质可用性、基质质量和微生物特性对微生物碳利用效率（CUE）的直接和间接影响。
