估算微生物死亡物质对矿物相关有机物的贡献：化学计量法与生物标志物方法的比较

《Plant and Soil》：Estimating microbial necromass contribution to mineral-associated organic matter: comparison of stoichiometric and biomarker methods

本研究旨在比较微生物生物标志物法与两池同位素比值法在量化植物与微生物碳对土壤矿物结合有机碳（MAOC）贡献中的差异。通过对比中国南方三种森林类型（针叶林、混交林、阔叶林）表层土壤的这两种方法，发现混交林结果相近，但针叶林中同位素法低估微生物残体碳（MNC）贡献（25.54% vs. 40.95%），而阔叶林则高估（62.92% vs. 47.52%）。差异归因于植物木质素高C/N与溶解组分低C/N对矿物的直接吸附作用，揭示森林类型对植物-矿物相互作用的复杂性影响，有助于提升土壤碳模型精度。

　　

摘要

背景与目的

阐明植物碳与微生物碳对矿物相关有机碳（MAOC）的贡献机制并量化其相对比例，对于管理和模拟土壤碳封存以应对气候变化至关重要。微生物生物标志物分析法和两池化学计量比法作为估算微生物死亡碳（MNC）对MAOC贡献的两大主流方法，很少在同一研究地点进行对比。

方法

我们在中国南部的针叶林、混交林和阔叶林中，使用表层矿质土壤（0-20厘米）进行了实地实验，以直接比较这两种方法。

结果

利用化学计量比法估算得出，混交林中MNC对MAOC的贡献为51.26±2.29%，而微生物生物标志物法得出的结果为52.84±3.54%。然而，在针叶林中，化学计量比法估算的贡献较低（25.54±4.47% vs. 40.95±3.16%），而在阔叶林中则较高（62.92±4.89% vs. 47.52±3.52%）。这些差异可能归因于针叶林中植物木质素的C/N值较高，导致其更容易被矿物直接吸附，而阔叶林中可溶性有机物质的C/N值较低。

结论

我们的研究结果揭示了化学计量比法和微生物生物标志物法在估算MNC对MAOC贡献方面的显著差异，突显了不同森林类型中特定植物化合物与土壤矿物相互作用的复杂性和变异性。这些发现加深了我们对MAOC形成途径和机制的理解，有助于更准确地估算植物碳与微生物碳对MAOC的贡献。