摘要
沙漠生态系统是陆地碳循环的重要组成部分，然而，改变降水量如何调控土壤有机碳（SOC）稳定的机制仍知之甚少。本研究评估了中国西北干旱区灌木生态系统中降水操纵的长期响应。该实验于2011年建立，设置了七种处理，降水量变化范围为环境降水量的?50%至+50%。本研究分析的综合植物、土壤和微生物数据集于连续15个生长季操纵后于2025年采集。我们考察了植物生长性状、土壤水分、微生物生物量、胞外酶活性、细菌和真菌群落，以及颗粒态和矿物结合态有机碳组分。植物生长性状、微生物生物量、胞外酶活性和SOC组分在降水梯度上普遍表现出非线性响应，而土壤水分随降水增加而增加。适度增雨（+30%）提高了微生物生物量和酶活性，并使SOC、颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳分别显著增加了92.5%、90.5%和112.1%（与对照相比）。然而，在+50%处理下，这些响应有所下降，表明水分的进一步增加并不能持续促进碳积累。细菌群落对降水变化的响应强于真菌群落，而微生物α多样性与碳稳定性的关系较弱。偏最小二乘结构方程模型表明，降水对碳稳定性的影响主要与微生物生物量和胞外酶活性的变化相关；微生物生物量的总效应最大，两个模型共解释了碳稳定性变异的87%。这些结果表明，该干旱灌木生态系统中SOC的稳定化对降水变化呈非线性响应，且与微生物功能过程的关系更为密切，而非与微生物α多样性。
