土壤微生物通過調(diào)節(jié)碳利用效率(CUE)和氮利用效率(NUE)來適應(yīng)自身生物量與資源之間化學(xué)計量比失衡,從而影響土壤碳氮循環(huán)過程。人為活性氮輸入能夠改變土壤資源化學(xué)計量特征,從而影響微生物CUE和NUE。不同土壤團(tuán)聚體間資源環(huán)境條件存在巨大差異,棲息于其中的微生物可能形成不同的資源利用和環(huán)境適應(yīng)策略。然而,目前仍不清楚不同團(tuán)聚體中微生物如何調(diào)節(jié)CUE和NUE以適應(yīng)氮輸入增加。
中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所沙地和退化草地近自然恢復(fù)與多功能提升創(chuàng)新組群依托額爾古納森林草原過渡帶生態(tài)系統(tǒng)研究站的氮化合物實(shí)驗(yàn)平臺,系統(tǒng)分析了全土及不同粒級團(tuán)聚體中微生物對氮添加的適應(yīng)策略及其對微生物碳和氮利用效率的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同團(tuán)聚體中的微生物群落在響應(yīng)氮添加引起的資源化學(xué)計量比變化時采取不同的適應(yīng)策略。大團(tuán)聚體(>250 μm)中的微生物群落通過提高CUE和降低NUE應(yīng)對碳限制,體現(xiàn)出其維持自身化學(xué)計量穩(wěn)態(tài)的能力。微團(tuán)聚體(<250 μm)中的微生物則表現(xiàn)出化學(xué)計量比非穩(wěn)態(tài),主要通過調(diào)整群落組成及將過量氮儲存于生物量中來適應(yīng)氮富集生境,但不改變其CUE和NUE。上述結(jié)果表明,團(tuán)聚體尺度上的微生物適應(yīng)策略(穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài))在調(diào)控CUE和NUE方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本研究加深了對草原生態(tài)系統(tǒng)氮沉降背景下微生物元素利用效率變化及調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識,并強(qiáng)調(diào)了從團(tuán)聚體尺度解析微生物響應(yīng)過程的重要性。
研究結(jié)果以“Aggregate-specific microbial adaptive strategies to nitrogen addition regulate carbon and nitrogen use efficiencies in a meadow steppe”為題發(fā)表于Catena期刊。中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所助理研究員王志瑞和揚(yáng)州大學(xué)博士后李天鵬為共同第一作者,沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所李慧研究員和河北大學(xué)姜勇教授為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金(W2412054,32271655和32271677)的資助。
論文鏈接:?https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816226004686?

氮添加對不同粒級團(tuán)聚體中微生物碳氮利用效率影響及其調(diào)控機(jī)制示意圖




