氮添加与干旱交互作用对中国北方盐碱草地土壤微生物碳利用效率的影响机制

为解决氮沉降(N addition)与极端干旱如何影响盐碱草地土壤微生物碳利用效率(CUE)这一科学问题，研究人员采用创新性同位素标记技术(H218O-DNA法)，揭示了氮添加与降水变化(±50%)的复合效应。研究发现：氮添加协同干旱使CUE降低16.3%，微生物生物量周转时间延长96%，植物生物量、土壤含水量(SWC)和细菌丰度是调控CUE的核心因子，该成果为全球碳中性战略提供了重要理论支撑。

　　

在中国北方独特的盐碱草地生态系统中，一项突破性研究揭示了环境变化的双重胁迫效应。科研团队运用革命性的H₂¹⁸O-DNA同位素示踪技术，首次量化了氮素输入与极端降水波动(±50%)对土壤微生物碳代谢的协同影响。

数据显示，微生物碳利用效率(CUE)呈现0.29-0.59的动态区间，均值达0.46。有趣的是，单一氮添加或降水改变并未显著扰动CUE，但氮素与干旱的"组合拳"却引发显著连锁反应——CUE相对降幅达16.3%，而微生物生物量周转时间戏剧性延长96%。这种"此消彼长"的负相关关系暗示着盐碱环境特殊的碳分配策略。

深层机制分析发现，CUE与植物生物量、土壤含水量(SWC)及细菌群落呈正相关，却与溶解性有机碳(DOC)和真菌丰度"势同水火"。变异分配分析揭示，植物-土壤-微生物三方博弈共同导演着CUE变化大戏，其中植物生产力、土壤真菌和SWC构成调控网络的"黄金三角"。

这项研究敲响了生态警钟：在全球氮沉降加剧的背景下，干旱事件可能通过削弱微生物碳转化效率，显著降低盐碱草地的碳封存(C sequestration)潜力。这些发现为预测气候变化下的碳循环响应提供了关键参数，也为实现"碳中和"目标提供了精准的生态调控靶点。