全球变化重塑了土壤中的微生物残留物和植物木质素成分

《Environmental Science & Technology》：Global Change Reshapes Microbial Residues and Plant Lignin Components in Soils

　　微生物及植物来源碳是土壤有机碳的关键来源，研究显示土地利用修复可显著提升氨基酸糖（35.1%-68.6%）、木质素酚（79.3%）等活性组分，而退化则抑制其积累。氮磷钾添加分别促进氨基酸糖及木质素酚的4.8%-21.6%富集，eCO2仅提升14.6%。土壤温变影响氨基酸糖组分而干旱无显著效应。微生物残体通过营养 stoichiometry 和群落动态调控 SOC 积累，其中氨基酸糖起更关键作用。

　　

微生物和植物来源的碳是土壤有机碳（SOC）的重要来源，但土壤中的氨基糖和木质素酚类物质对全球变化的响应机制仍不清楚。在这项研究中，我们进行了553次实验，共计3193次观测，旨在探讨氨基糖和木质素酚类物质在应对土地利用变化、养分添加、二氧化碳浓度升高（eCO?）、气候变暖和干旱时维持土壤有机碳积累方面的潜在作用。结果表明，土地修复措施增加了氨基糖（35.1%）、葡糖胺（53.8%）、半乳糖胺（68.6%）、胞壁酸（33%）和香草酚类物质（68%）的含量，而土地退化则降低了这些化合物的含量（包括丁香酚）。氮（N）和磷（P）的添加提高了氨基糖、葡糖胺和胞壁酸的含量，其中磷的添加特别显著地增加了葡糖胺的含量。氮、磷和钾的添加共同提高了葡糖胺（16.8%）、半乳糖胺（17.3%）、胞壁酸（21.6%）和木质素酚类物质（4.8%）的含量，而二氧化碳浓度升高仅使氨基糖的含量增加了14.6%。气候变暖增加了葡糖胺和胞壁酸的含量，而干旱对氨基糖和木质素酚类物质的含量没有影响。在土壤有机碳的积累过程中，氨基糖的作用比木质素酚类物质更为关键，其动态变化受到土壤养分可用性和微生物群落的影响。这些发现加深了我们对微生物残余物在通过养分化学计量关系和微生物群落调控土壤有机碳积累过程中所起主导作用的理解。