安第斯山脉微生物死亡之谜：土壤增温十年间碳利用效率提升却伴随残体碳库下降

本研究通过秘鲁安第斯山脉20°C年均温梯度（长期效应）与土壤移植增温实验（11年短期效应），揭示了不同时间尺度升温对热带土壤微生物碳循环的差异化影响。长期升温降低微生物碳利用效率（CUE）与生物量，而十年期增温反而提升CUE与微生物生产量，但二者均导致微生物残体（necromass）碳库减少，表明升温虽可能增加微生物碳输入，却未增强土壤碳稳定性。

　　

章节亮点

引言

随着土壤微生物的生长和死亡，其残留物作为有机碳（C）不断积累，构成土壤有机质的主要部分（15-80%）（Liang等，2019；Angst等，2021）。然而，气候扰动（如温度升高）可能影响这一微生物碳泵（Liang等，2017）——即植物有机物向微生物有机物的转化过程，其作用方式可能是通过影响微生物生长，或是通过“残体”碳的产生与降解。

研究地点：海拔梯度

研究地点位于秘鲁马德雷德迪斯/马德拉河流域安第斯山脉东麓的海拔梯度带上（见扩展数据图1）。该梯度带覆盖3450米的海拔跨度（从海拔194米至3644米），绵延270公里。共设14个站点，每个站点拥有1公顷的永久采样样地，除一个位于高海拔“普纳”草原的站点（3644米）外，其余均位于原始热带森林内。年均温（MAT）随海拔升高而降低。

海拔带来的长期温度效应：

跨越20°C的年均温梯度，研究发现年均温与微生物碳利用效率（CUE）、生长（产量）、呼吸作用和微生物生物量呈负相关，而海拔则与这些指标呈正相关。这些过程测量均在实验室15°C的恒定温度下进行，而非原位温度（图1）。CUE与年均温之间的负相关关系表明，在较暖温度下生长的下降幅度大于呼吸作用的下降幅度，从而导致更低的CUE。