文献解读 | 中国农业大学王超群教授团队在《自然·地球科学》发表土壤微生物碳-能耦合研究重要成果

本研究由王超群教授团队在《自然·地球科学》发表，背景是土壤固碳对缓解全球气候变化至关重要，而微生物在其中起核心作用。传统观点侧重于碳可利用性，忽略了微生物获取能量维持代谢的底层逻辑。研究目的旨在揭示能量限制如何制约土壤微生物生长和土壤有机碳（SOC）积累的机制。通过构建微生物能量代谢与生物量的尺度推绎模型，结合全球数据集和深度学习，估算全球表层土壤微生物碳-能量获取与分配格局。结论表明，微生物获得的平均能量为37±22 MJ m⁻² yr⁻¹，仅能支持约8%的微生物持续生长或约61%维持基础代谢，至少40%处于休眠状态。能量利用效率（0.22）低于碳利用效率（0.27），说明能量限制是残体形成和SOC积累的关键机制。气候变暖会增加微生物能量需求，加剧土壤碳损失，优化土壤环境提升能量利用效率是增强土壤碳汇的关键策略。