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Jing Huang1, Yuling Fu1,*, Nan Li2, Tongyao Kong3, Lingyan Zhou4, Yuan Qi1, Jingjing Meng1, Xiangping Tan5, Shuxian Jia1, Weijun Shen5,6, Xuhui Zhou1,3
摘要: 微生物碳利用效率(CUE)是土壤碳储量的关键决定因素。然而,干旱对微生物CUE的影响,尤其是其在土壤剖面中的差异,目前仍认识不足,成为生态系统建模不确定性的重要来源。本研究以亚热带森林为期12年的穿透雨减少实验为基础,探究了持续干旱对表土层(0–15 cm)和亚表层(15–30 cm)微生物CUE的影响。结果表明,干旱使微生物CUE显著降低20.14%,但在表土和亚表土之间表现出差异化的响应:干旱显著降低了表土的CUE,却提高了亚表土的CUE。这一对比鲜明的格局揭示,长期干旱下微生物碳代谢的响应具有深度依赖性,这一现象此前未被充分认识。干旱条件下细菌Y/A比值(即生长产量/获取策略之间的权衡)的显著上升,反映了亚表土微生物群落更强的胁迫耐受能力,进而驱动了亚表土CUE的增加。从机制上看,干旱引起的不同土壤深度微生物CUE的变化,由底物可利用性(尤其是POC)变化和微生物生活史策略(Y/A策略)转变共同驱动。此外,干旱条件下变形菌门的相对丰度是预测CUE的最强微生物因子,而细菌和真菌的丰富度均与CUE呈显著正相关(P < 0.05)。这些发现强调了将深度依赖的POC动态和微生物Y/A策略转变纳入陆地表面模型的重要性,这对于改进土壤碳-气候反馈的预测具有重要意义。