土壤中的有机物质由多种来源各异、稳定性不同的碳成分组成，其中矿物结合态有机质（mineral-associated organic matter, MAOM）因受矿物的保护作用，微生物难以分解利用，因此成为土壤中较为稳定的碳成分。理解MAOM的形成机制及其对温度升高的反应，对于预测全球变暖背景下土壤有机碳的变化，并为制定有效的土壤固碳策略提供科学依据，显得尤为重要。然而，过去的许多研究集中在植物输入的碳如何影响MAOM的形成效率上，而关于微生物活动和矿物特性在区域尺度上如何调控MAOM形成以及其对温度变化响应的研究较少。
为了探讨这些问题，中国科学院植物研究所的杨元合团队选择青藏高原的高寒草地作为研究对象，通过大规模野外采样与实验室内的13C同位素标记培养实验（设定温度为15oC和25oC），研究了影响MAOM形成效率的主要因素及温度升高对其的影响。研究结果表明，MAOM的形成效率随着铁氧化物含量及其活性的增加而提升，但随着γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）和放线菌纲（Actinobacteria）等微生物类群相对丰度的增加而减少。
此外，研究人员还发现，温度上升会导致铁氧化物含量和活性降低，同时减少了微生物对13C-底物的同化，从而降低了MAOM的形成效率。特别是，矿物提供的保护作用减弱被认为是导致升温后MAOM形成效率显著下降的主要原因。这些发现提供了矿物和微生物在区域尺度上驱动MAOM形成的实验证据，加深了我们对土壤碳形成过程及其对温度变化响应机制的理解。
该研究成果于12月19日在线发表于国际学术期刊Global Change Biology。植物所已毕业硕士研究生赵佳宁和博士研究生冯雪徽为论文共同第一作者，陈蕾伊研究员为通讯作者。植物所杨元合研究员、贺美助理研究员等参与了上述工作。该研究得到中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家自然科学基金等项目的资助。
矿物结合态有机碳形成效率的关键影响因素及其对增温的响应机制
