“编者在24年9月19日文献情报中关注到福建师范大学吴福忠教授团队探究发现生物标志物证据表明微生物残体优先受矿质结合态而非颗粒态有机质闭蓄，希望该研究成果能给关注者启发，从中获得灵感，促进天然有机质研究工作的开展。”
导读
以往研究普遍将矿质结合态有机质(MAOM)的形成与积累归因于微生物残体的贡献。然而，越来越多的证据表明，微生物残体在MAOM和颗粒态有机质(POM)中的相对比例并不是固定不变的。差异性的研究结果使得MAOM主要来源于微生物残体的传统观点受到了质疑。此外，关于不同陆地生态系统类型之间的微生物残体在MAOM和POM之间的分配模式是否具有一致性也尚不清楚。目前，迫切需要一项整合分析来揭示全球尺度以及不同生态系下的微生物残体在MAOM和POM之间的分配模式，并评估土壤和气候因子对MAOM和POM中微生物残体浓度的影响。
为此，本研究以微生物残体的生物标志物(氨基糖)为研究对象。通过文献检索，将符合纳入标准的38篇文献、245条数据纳入我们的全球MAOM和POM氨基糖数据集。旨在完成以下研究目标: (1) 量化全球以及不同陆地生态系统下，MAOM和POM中的氨基糖浓度。(2) 区分气候和土壤因素对MAOM和POM中氨基糖浓度的影响。我们的研究结果将有助于解决微生物残体在MAOM和POM之间分配比例的不确定性问题。
▲图1 本研究中研究样地的分布图 (来源: ScienceDirect)
研究结果:(1)在全球范围内，总氨基糖主要被MAOM(3.23±0.53 mg/g soil)闭蓄，而不是POM(1.73±0.26 mg/g soil)，这种模式在不同的生态系统类型间存在差异。具体而言，农田和草地中的总氨基糖浓度在MAOM与POM之间没有显著差异。然而，森林中MAOM(3.88±0.85 mg/g soil)的总氨基糖浓度却显著高于POM(2.23±0.57 mg/g soil)(图2)。
▲图2 不同生态系统下矿质结合态有机质(MAOM)和颗粒态有机质(POM)中的总氨基糖浓度(来源: ScienceDirect)
(2)此外，我们的研究还发现，虽然森林土壤POM的氨基葡萄糖/胞壁酸的比值显著高于MAOM，但氨基葡萄糖浓度反而在MAOM中更高。这表明，尽管真菌残体在POM中的相对贡献更大，但是MAOM中的微生物残体积累仍然主要来源于真菌(图3)。
▲图3 不同生态系统下矿质结合态有机质(MAOM)和颗粒态有机质(POM)中氨基葡萄糖/胞壁酸的比值(来源: ScienceDirect)
(3)偏最小二乘模型(PLS)表明，MAOM中的总氨基糖浓度主要受气候因子的调控，而POM中的总氨基糖浓度则更多的是受土壤因子的影响(图4)。具体来说，MAOM中的总氨基糖浓度与海拔高度呈正相关，而与温度呈负相关。而对于POM而言，总氨基糖浓度则随土壤容重的降低和C/N比的增加而增加(图5)。
▲图4 气候和土壤因子对(a)矿质结合态有机质(MAOM)和(b)颗粒态有机质(POM)中总氨基糖浓度影响的相对重要性(来源: ScienceDirect)
▲图5 (a-b)矿质结合态有机质(MAOM)和(c-d)颗粒态有机质(POM)中总氨基糖浓度及其随部分气候和土壤因子的变化(来源: ScienceDirect)
Meilin Xuan, Ling Ai, Fuzhong Wu, Xinying Zhang, Xiangyin Ni*. Biomarkers evidence shows a preferential occlusion of microbial necromass in mineral-associated and not particle organic matter. Geoderma, 2024, 450, 117030.
联系作者:
第一作者：宣美林，硕士研究生，福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院，Email：MMAaX00@163.com
通讯作者：倪祥银，研究员/博导，福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院，Email：nixy@fjnu.edu.cn
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本文编辑：谷婷婷
本文审订：何伟
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