题目：Direct Evidence for Microbial Regulation of the Temperature Sensitivity of Soil Carbon Decomposition
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), Direct Evidence for Microbial Regulation of the Temperature Sensitivity of Soil Carbon Decomposition. Glob Change Biol, 30: e17523.
2.研究背景
l土壤是陆地生物圈最大的碳库，微生物分解土壤碳每年向大气释放大量CO2，影响气候变暖。但土壤有机碳（SOC）分解温度敏感性（Q10）的调控机制尚不清楚，限制了对土壤碳循环反馈的预测。
l底物、土壤理化保护和微生物被认为调节Q10，但它们的影响难以区分，因为存在相互作用，微生物对Q10的调节作用受土壤理化性质和底物变化影响，难以直接确定。
3.研究目的
l明确土壤理化保护、底物和微生物在调节土壤碳分解温度敏感性（Q10）中的各自作用，特别是解决它们之间相互混淆的影响，以更准确地把握土壤碳分解过程对温度变化的响应机制。
4.科学问题
l土壤理化保护、底物和微生物如何单独及相互作用影响Q10？能否通过实验设计有效区分这些因素对Q10的调控作用？
l微生物群落的变化如何直接影响Q10，其与微生物丰度和群落组成有怎样的关系？
l底物和土壤理化保护对Q10的影响是直接的还是间接的，若为间接，其通过何种途径影响Q10?
5.实验材料与方法
实验设计
l采样点描述和土壤采集：沿中国东部 5000 公里南北样带采集 7 个森林生态系统的土壤，包括热带、亚热带、暖温带和寒温带森林，分析土壤理化性质、微生物特性等。
l长期土壤培养实验：用浙江站点土壤混合后进行 4 年培养，定期调整湿度，在 0、1、2、3、4 年进行破坏性采样，分析土壤性质和微生物群落变化。
l微生物互移植实验（MRTEs）：对样带土壤和培养土壤进行实验，制备微生物接种物和灭菌土壤，构建微宇宙，在不同温度下培养，测定Q10，评估微生物群落和底物对Q10的影响。
l团聚体破坏实验（ADEs）：对样带土壤和培养土壤进行实验，一部分土壤制备接种物，另一部分干燥后粉碎或不粉碎，灭菌后接种微生物，测定Q10，比较粉碎和未粉碎土壤的Q10。
l土壤理化保护分析：测定样带土壤和培养土壤的团聚体保护和矿物保护，分析 SOC 浓度。
l微生物特性分析：用磷脂脂肪酸（PLFA）分析评估样带土壤和培养土壤的微生物丰度和群落组成，计算真菌与细菌 PLFAs 的比例（F:B）。
l统计分析：用单因素方差分析和一般线性模型分析Q10与其他因素的关系，用结构方程模型（SEM）分析多因素交互作用，比较 MRTEs 和 ADEs 中Q10的响应比（RR）。
图1 概念图显示了区分物理化学保护、底物和微生物群落对 SOC 分解温度敏感性的直接影响的方法。（a） 对于第一个实验，通过沿 5000 公里纬度横断面从七个地点收集土壤，产生了物理化学保护、基质和微生物群落的差异。（b） 对于第二个实验，通过进行 4 年的培养实验产生物理化学保护、基质和微生物群落的差异，并使用 0 年、1 年、2 年、3 年和 4 年孵育时间点的土壤。
6.结果与讨论
l研究通过实验直接分离了微生物群落、底物和土壤理化保护对Q10的影响，发现微生物群落变化显著影响Q10，底物和理化保护差异无显著影响，为微生物调节Q10提供了直接证据，是理解土壤碳 - 气候反馈机制的重要进展。
lQ10与微生物丰度和群落组成有关，高纬度土壤微生物丰富且真菌栖息地碳底物丰富，真菌可能在温暖环境中减缓土壤碳损失，气候变暖可能改变微生物群落影响土壤碳 - 气候循环反馈。
l底物和理化保护与Q10的关系可能是间接的，通过调节微生物群落起作用，底物和微生物群落有时解耦，使用底物预测Q10可能不准确。研究结果为土壤生物地球化学模型提供了依据，理化保护和底物对Q10有强间接影响，测量相对容易，纳入模型可能有助于预测土壤碳 - 气候反馈，但气候变化下微生物利用土壤碳库复杂，仍需进一步研究。
图2 SOC 分解 在不同位点对外部来源微生物群落接种的温度敏感性的响应比 （lnRR） 的自然对数。
图3 微生物群落和聚集体保护对 SOC 分解温度敏感性的影响（Q10）。
图4 SOC 分解（Q10）在不同孵育时间对外部来源微生物群落接种的温度敏感性的响应比。
图5 微生物群落和聚集体保护对 SOC 分解温度敏感性的影响（Q10）。
