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编译：王上
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原名：Soil carbon and nitrogen cycling at the atmosphere–soil interface: Quantifying the responses of biocrust–soil interactions to global change
译名：大气-土壤界面的土壤碳氮循环：量化生物结皮-土壤相互作用对全球变化的响应
期刊：Global Change Biology
2023年影响因子：10.8
5年影响因子：13
在线发表时间：2024.10.09
第一作者：Kristina Witzgall kristina.witzgall@tum.de
第一单位：德国慕尼黑工业大学生命科学学院土壤科学系
在干旱地区，缺水限制了维管植物（vascular plant）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，形成了生物土壤结皮（生物结皮）。尽管生物土壤结皮在调节旱地生态系统的碳和氮循环中发挥着关键作用，但人们对生物固定的碳和氮从生物土壤结皮进入矿质土壤的命运，以及气候变化将如何影响大气、生物土壤结壳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，作者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CO2通量，并应用了双同位素脉冲标记（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物（OM）池和微生物生物量的元素途径。
虽然生物结皮对CO2通量的调节不受温度制度的影响，但干旱严重限制了生物结皮的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1cm的矿质土壤，在这里，碳和氮以矿质相关 有机质（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碳和氮的向下转移以及随后矿质相关有机质的形成。
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矿质相关有机质都没有影响。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。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.17519
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