青藏高原沙漠地区，植物覆盖度和氮添加对土壤微生物碳利用效率变化调控的途径

《Plant and Soil》：Pathways regulating changes in soil microbial carbon use efficiency with plant cover and nitrogen addition in a desert of the Tibetan Plateau

青藏高原沙漠中，灌木覆盖通过改善土壤条件和微生物适应（基因组缩小、CUE升高）显著增强土壤微生物碳利用效率（84%），而氮添加在灌木下降低CUE（39%） via抑制酶活性，揭示两者互作影响土壤碳动态。

　　

摘要

背景

土壤微生物碳利用效率（CUE）决定了代谢产生的有机碳在微生物生长和呼吸作用之间的分配，反映了微生物在土壤有机碳积累和流失过程中的双重作用机制。然而，CUE对环境变化的响应（包括氮（N）沉积和植物覆盖度）仍知之甚少。

方法

我们在青藏高原一个植被稀疏的沙漠中，测量了灌木冠层下以及没有维管植物的开阔区域采集的土壤样本的CUE值。该地区经历了4年的氮添加处理。

结果

我们的研究表明，灌木覆盖度和氮添加通过不同的机制调节微生物的CUE。值得注意的是，氮添加导致灌木冠层下的微生物CUE显著降低了39%，这是由于氮对土壤酶活性的负面影响所致。相比之下，灌木覆盖度（即灌木的存在与否）对CUE有显著的正面影响，占观察到的CUE增强的84%，这种影响通过促进土壤酶活性以及提高土壤水分含量、碳和氮的有效性来实现。重要的是，这种植物介导的效应与两种关键的微生物适应机制相关：在较大灌木覆盖度下，微生物基因组规模减小，而CUE增加。我们的研究为灌木覆盖度和氮添加对CUE变化及其相互作用提供了实证证据。

结论

灌木覆盖度通过改善土壤条件和促进微生物适应来提高土壤微生物的CUE，而在灌木下的氮添加则会降低CUE，这突显了植物与土壤在影响土壤碳动态方面的相互作用。