综述：热带森林微生物碳动力学：气候胁迫下土壤过程与大气影响的关联

这篇综述系统探讨了热带森林土壤微生物群落如何通过调控有机质分解、碳稳定化和温室气体（GHG）排放，影响全球碳循环。文章聚焦气候胁迫（如CO2升高、变暖、降水变化）对微生物功能（如酶活性、代谢途径）的扰动，并提出微生物工程、生物炭应用等创新策略以增强土壤有机碳（SOC）固存，填补了热带地区微生物-气候反馈机制的研究空白。

　　

土壤微生物群落及其功能多样性
热带森林土壤孕育了独特的微生物群落，其低真菌多样性但高功能效率的特征显著区别于温带和寒带森林。这些微生物主导木质素分解、硝化/反硝化等过程，并通过分泌胞外酶（如β-葡萄糖苷酶、酚氧化酶）驱动有机质转化。宏基因组分析揭示，放线菌门和酸杆菌门在碳循环中占据关键地位，而丛枝菌根真菌（AMF）通过菌丝网络促进碳分配至矿物结合态有机质（MAOM）。

微生物介导的碳过程
微生物通过"碳泵"机制将凋落物、根系分泌物转化为溶解性有机碳（DOC）和微生物残体碳（MBC），其中矿物结合作用使碳驻留时间延长至世纪尺度。值得注意的是，热带土壤中微生物残体贡献了高达60%的SOC库，而"掩埋效应"（entombing effect）通过铁氧化物包裹进一步抑制分解。甲烷循环方面，产甲烷菌与甲烷氧化菌的活性比直接决定净CH₄通量，干旱条件可使甲烷氧化效率下降40%。

气候胁迫的扰动效应
IPCC AR6指出，升温1°C可使热带土壤呼吸速率提升6-8%，而降水模式改变会引发微生物代谢途径切换——干旱促进放线菌主导的寡营养策略，水涝则刺激拟杆菌门产甲烷途径。eCO₂虽提升植物生产力，但通过激发效应（priming effect）加速SOC分解，模型预测在CO₂倍增情景下热带森林可能从碳汇（41 Pg）逆转为碳源（101 Pg）。2010年亚马逊干旱事件导致碳吸收量骤降25%，凸显水文胁迫的敏感性。

创新性调控策略
微生物电化学系统（BES）通过施加≤0.2V电压可提升Electrovibrio spp.的电子传递效率，使CO₂还原率增加3倍。生物炭改性（孔隙率>500 m²/g）通过吸附DOC和提供微生物栖息位点，使SOC损失降低19-23%。丛枝菌根真菌（AMF）接种试验显示，菌丝桥接可使矿物结合碳增加35%，而合成微生物群落（SynComs）设计正靶向漆酶编码基因以优化木质素降解-碳固定权衡。

量化方法与知识缺口
稳定同位素探针（SIP）结合纳米二次离子质谱（NanoSIMS）能解析单细胞水平¹³C同化路径，但热带土壤中70%微生物仍属"不可培养"类群。未来需整合长期定位观测（如亚马逊FACE实验）、单细胞组学和地球系统模型，重点揭示氧化还原介导的碳稳定机制及微生物necromass周转的温敏性阈值。