Advanced Science | 中国科学院亚热带农业生态研究所李德军研究员课题组揭示植物多样性对微生物碳利用效率热适应

全球变暖对土壤碳库构成威胁，微生物碳利用效率（CUE）的热适应是预测土壤碳动态的关键，但植物多样性如何调控这一过程尚不明确。本研究旨在探究树种多样性如何调控微生物呼吸和CUE对变暖的热适应响应及其机制。在西南喀斯特林区构建30个树种多样性梯度样方，通过365天控温培养、18O-H2O标记法、13C核磁共振及高通量测序等技术进行分析。结果表明，高树种多样性显著增强了微生物呼吸和生长的补偿性热适应，并促进了CUE的增强性热适应，提高了变暖下的微生物碳保持能力。机制上，高树种多样性降低了土壤有机质的矿物保护和化学稳定性，减少胞外酶能量成本，促使群落向r-策略细菌转变并加剧竞争，缓冲了暖化下的土壤碳流失。结论揭示了植物多样性通过改变基质稳定性、微生物生活史及种间竞争，协同促进微生物CUE热增强与呼吸补偿，为生物多样性缓冲土壤碳流失提供了生态机制。