海拔调控细菌支链GDGT温度代用指标：从区域到全球的视角

本综述系统阐释了海拔梯度通过改变累积热量（GDD0）对细菌支链甘油二烷基甘油四醚（brGDGTs）温度代用指标（如MBT′5ME和CBT5ME）产生的季节性偏差效应，揭示了地形效应导致的微生物生长条件异质性对全球校准模型及古温度重建的关键影响。

　　

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Western Himalaya

喜马拉雅山脉形成了青藏高原与印度次大陆之间长达2700公里的气候、地形和植被边界，其广阔范围将山麓亚热带高降水区与高海拔寒冷干旱区域分隔开来。

Sample collection

采样点位于海拔300米至5500米的横跨印度昌迪加尔至列城的175公里长剖面（沿国道3号線）。25个土壤样品于2022年9月/10月采集自表层0-15厘米土层，采样点覆盖不同海拔梯度与植被类型（附表1）。

BrGDGT distribution in Himalayan soils

支链GDGTs在海拔剖面中的丰度范围介于0.2–349.9纳克/克土壤（平均91.1纳克/克），总有机碳标准化浓度介于0.2–706.9微克/克碳（平均109.7微克/克碳）。植被类型对brGDGT分子丰度具有显著影响（F统计值：10.89；p值：0.00052）。

Relationship between brGDGT concentration and soil properties

brGDGT浓度与总有机碳（TOC）含量相关，反映源生物的异养代谢过程。有机质分解释放的腐殖酸等有机酸可能降低土壤pH，而较高的TOC可能通过增强微生物活性间接促进brGDGT合成。

Summary

我们通过研究跨越季风区与西风带主导的喜马拉雅海拔剖面，揭示了brGDGT代用指标在多变环境参数下的响应规律。CBT衍生的pH与实测pH高度一致，而brGDGT重建温度与实测年均温存在-10至+10°C偏差，这种偏差与累积热量（GDD₀）显著相关。全球土壤和泥炭数据（n=1795）表明GDD₀与brGDGT甲基化程度正相关，证实微生物脂质生产存在季节性偏好：暖气候偏好冷季信号，冷气候偏好暖季信号。地形效应导致的细菌生长条件局部异质性会加剧全球校准与古温度重建的偏差。