放牧活动与氮添加之间的相互作用通过细菌的吸收作用，驱动了草地草原土壤中碳的释放与平衡

《Journal of Applied Ecology》：Grazing-N addition interactions drive soil carbon priming and balance via bacterial assimilation in a meadow steppe

　　本研究通过 factorial 实验探究中国东北紫花苜蓿草地中放牧与氮添加的交互作用，发现放牧增强促效效应，而氮添加在未放牧区显著提升土壤有机碳（SOC），但在放牧区效果减弱（+79.6% vs +12.3%）。机制研究表明细菌葡萄糖同化能力是主要驱动因素（解释65%变异），且与 SOC 平衡负相关。提示微生物同化能力可作为全球变化下 SOC 脆弱性指标。

　　

摘要

1. 草原碳储存依赖于放牧与氮（N）添加之间通过微生物介导的相互作用，这种相互作用调节了土壤有机碳（SOC）保留与碳激活效应之间的平衡。然而，对这些相互作用机制的不确定性限制了在全球变化背景下对SOC脆弱性的预测。
2. 我们在中国东北部的一个Leymus chinensis草甸中进行了一个涉及放牧和氮添加的因子田间实验。在实验的第五年，我们收集了土壤样本，并进行了70天的土壤培养实验，同时添加了易分解的碳（葡萄糖），以研究放牧和氮添加处理对土壤碳激活及碳保留的影响。
3. 无论是否添加氮，放牧都一致增强了碳激活效应。相比之下，未放牧地块中氮添加显著降低了碳激活效应（减少了41.0%），而在放牧地块中氮添加的增强效应非常微弱（仅增加了3.2%）。从机制上看，细菌对葡萄糖的吸收能力主要介导了放牧对碳激活的影响，解释了65.0%的变异，并与碳激活强度呈正相关。放牧显著降低了净SOC平衡（每千克土壤35.7毫克），同时减弱了氮添加对SOC的积极作用（未放牧地块中增加了79.6%，而放牧地块中仅增加了12.3%）。在放牧条件下，碳激活效应和细菌对葡萄糖的吸收能力是影响SOC变化的主要因素，且两者与净SOC平衡呈负相关。
4. 综合与应用：我们的研究表明，放牧导致的细菌在碳吸收中的主导地位改变了氮添加条件下的碳激活效应和净土壤碳平衡，通过加速本地有机物的分解抵消了潜在的碳封存效益。因此，微生物的碳吸收能力，尤其是细菌对底物的吸收能力，可能成为全球变化背景下SOC脆弱性的一个指标。

利益冲突声明

所有作者在撰写本手稿过程中均不存在利益冲突。