梯度干旱时长通过微生物生物量与细菌多样性的关键作用降低干湿循环中的土壤碳损失

《Journal of Soil Science and Plant Nutrition》：Gradient Drought Durations in Drying and Rewetting Cycles Reduce Soil Carbon Loss via the Crucial Roles of Microbial Biomass and Bacterial Diversity

全球气候变化加剧干旱背景下，黄土高原土壤碳循环对干湿交替(DRW)事件尤为敏感。来自中国的研究团队通过调控干旱时长实验发现，延长DRW干旱期(如D15W5)显著降低CO2排放达64.66 μg CO2-C g?1，并揭示细菌多样性及微生物生物量是碳损失减少的核心驱动因子。该研究为干旱区碳循环调控提供了关键微生物学依据。

　　

中国黄土高原陆地生态系统的土壤碳循环对全球气候变化导致的干旱加剧及干湿交替(Drying and Rewetting, DRW)事件表现出高度敏感性。为探究微生物如何介导不同干旱时长下的碳释放机制，研究团队通过室内实验调控黄土土壤样本的干旱周期：设置5天5%持水容量(WHC)干旱+15天60% WHC复水(D5W15)、D10W10及D15W5共4个循环组，并以持续5% WHC(D20)和60% WHC(W20)作为对照。

结果显示，相较于W20对照组，D5W15、D10W10和D15W5处理的二氧化碳(CO₂)排放量分别减少52.63、57.10和64.66 μg CO₂-C g^?1土壤碳。更长干旱时长加剧了复水触发的土壤碳矿化脉冲效应，但该效应随循环次数增加而减弱。对应地，DRW处理中干旱时长与循环次数的增加导致细菌多样性及丰富度下降（对细菌的影响显著高于真菌），同时通过更复杂的微生物共现网络促进了微生物互作。DRW条件下的微生物生物量略低于对照组。最终，不同干旱时长的DRW循环减少约58.13 μg CO₂-C g^?1的碳损失，其中细菌多样性与微生物生物被确定为关键驱动因子。