在国家自然科学基金等项目资助下，中国科学院华南植物园研究员闫俊华/刘菊秀团队与美国密歇根大学教授PeterB. Reich团队合作，研究揭示了微生物网络重组驱动长期增温下微生物碳代谢的热适应。相关成果近日发表于《科学进展》（Science Advances）。
土壤微生物分解作用每年向大气排放约40-60 Pg碳，气候变暖预计将进一步刺激其分解，导致正的碳-气候反馈效应。然而，以往研究多基于短期实验，对长期增温影响下土壤微生物碳代谢变化特征及驱动机制了解有限，尤其在热带和亚热带森林中，这阻碍了对土壤碳-气候反馈的准确预测。微生物碳利用效率对土壤碳积累至关重要，但其随增温持续时间的变化规律尚不清楚。
为此，研究团队依托广东鼎湖山连续运行十余年的野外增温平台，研究了南亚热带森林土壤微生物碳代谢对长期增温的响应与适应机制。研究发现，增温10年后，微生物碳利用效率与温度呈正相关，与以往预期相反，表明微生物碳代谢在长期增温下发生了调整。这种调整并非由微生物多样性变化或底物碳有效性驱动，而是由微生物群落向更稳定的网络结构重组所致。这些网络主要由生长缓慢但高效的K策略微生物组成，增强了微生物代谢的热适应能力。最终，微生物呼吸作用和生长恢复至与未升温土壤相当水平，部分抵消了最初的碳损失，这与温带森林中的观测结果不同。
该研究对提高南亚热带森林土壤碳-气候反馈预测准确性具有重要意义。当前，微生物碳利用虽被纳入许多模型，但常被限制在固定值或特定范围内，不受微生物生理和生态过程约束。该研究强调，地球系统模型需包含微生物相互作用信息，以约束微生物碳利用效率随增温持续时间的动态变化。然而，尽管亚热带森林土壤对增温具有一定自我缓冲能力，但这种能力并非无限。在更剧烈增温下，微生物自我调整能力可能被削弱甚至丧失。因此，维持低碳排放的努力不能松懈。
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adz3747
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