揭示不同氧气条件下土壤有机质分解的温度敏感性差异

土壤有机质(SOM)分解是影响土壤碳储存和温室气体排放的关键过程。研究SOM分解的温度敏感性(Q 10 )及其调节机制对于改进对未来变暖下SOM稳定性和碳通量的预测具有重要意义。大多数关于 Q 10的研究都是基于有氧条件，但人们对 Q 10 在氧气限制下在土壤中如何变化知之甚少。本研究比较了 三种草地土壤在好氧、低氧和缺氧条件下的Q 10 ，揭示了基质碳质量和氮限制在调节 Q 10方面的不同作用。研究结果于 2024 年 1 月 18 日 发表在《土壤生态学快报》 上。

中国科学院植物研究所冯晓娟团队进行了土壤微观孵化实验，测试了 三种草原土壤在不同氧水平下Q 10的变化。他们使用 21%、1% 和 0% 三种氧气浓度分别模拟有氧、低氧和缺氧条件。他们发现 Q 10 在不同的氧气条件下没有表现出一致的模式，这表明其他因素可能会覆盖氧气对 Q 10的影响。为了更深入地研究这些发现，他们通过进行补充实验分析了土壤特性，发现底物碳质量是含氧土壤中 Q 10的有力预测因素 ，而氮限制在低氧和缺氧土壤中更为重要。

该研究的通讯作者冯晓娟教授表示：“我们使用不同温度下的培养土壤来计算 Q 10。这种方法在估计 Q 10方面越来越受欢迎，因为它消除了在不同恒定温度下不同底物消耗率带来的潜在复杂性，这可能会影响“等时间”培养中的土壤 C 浓度和微生物生物量。”

“我们的研究表明，底物碳质量和氮限制在确定不同氧气条件下的Q 10时可能发挥不同的重要性。这意味着，由于底物可用性和质量以及氮状态的差异，土壤有机质分解对变暖的反应可能因土壤类型和湿度状况而异。”

该研究还强调了在预测气候变化下土壤碳动态时考虑氧气可用性及其与其他因素相互作用的重要性。缺氧土壤广泛存在于湿地和高地微场地中，其中含有全球土壤碳储量的很大一部分。了解 Q 10 在不同氧气条件下如何变化将有助于提高土壤碳模型的准确性和可靠性，并更好地为土壤碳固存管理实践提供信息。