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Aoran Zhaoa,c, Xue Wena,b*, Xunyang Hea, Pengpeng Duana, Kongcao Xiaoa, Dejun Lia*
摘要: 森林恢复是缓解气候变化的一项重要的基于自然的解决方案,但在地球化学活跃的区域,调控土壤微生物碳利用效率 (CUE) 的微生物机制仍不清楚。本研究在中国西南亚热带喀斯特地区跨越约1200公里的样带上开展了大尺度配对样地研究,对比了23对玉米耕地和自然恢复的次生林。研究发现,森林恢复显著增加了土壤有机碳(SOC) 储量,但使微生物CUE降低了18.8%。 CUE的降低伴随着微生物比生长速率的显著下降,而比呼吸速率未表现出显著变化。结构方程模型表明,森林恢复通过三条趋同路径抑制了微生物代谢活性:(i) 交换性钙/镁和碳酸盐增强了物理保护作用,限制了底物的可利用性;(ii) 微生物群落结构发生了从嗜养型向寡养型主导的根本性转变,表现为更低的rrn操纵子拷贝数;(iii) 磷可利用性降低。这些发现表明,在受岩性约束的生态系统中,增强的有机质矿物保护作用与增加的植物碳输入协同作用,在调控SOC累积过程中可能超过了微生物残体产生效率的影响。本研究强调了森林恢复后微生物CUE 与SOC累积之间的关系具有高度的环境依赖性,并指出地球系统模型应整合这些地球化学-生物反馈,以准确预测喀斯特恢复工程的碳汇潜力。