近日，学校周正虎、何杨辉团队在国际学术期刊Nature Communications发表重要研究成果，首次大尺度地揭示了微生物“耐旱策略”与“土壤碳损失”之间的深层权衡关系，为理解干旱化背景下的土壤碳动态提供了全新视角。
土壤是陆地生态系统最大的有机碳库之一。在看不见的地下世界里，微生物一边分解有机质，一边把吸收的碳分配给生长，获取资源和抵御胁迫。碳投向哪里，不仅关系到微生物能否适应环境，也会影响土壤中的碳是被保存下来，还是经矿化重新进入大气。面对日益加剧的干旱，土壤微生物会怎样“安排”有限的碳？这种生存选择又会给土壤碳库带来什么后果？
为回答这一问题，研究团队在全国范围内的森林和草地生态系统布设112个采样点，涵盖了从极端干旱到湿润的广阔梯度。团队综合运用同位素示踪、宏基因组测序、酶活性测定等前沿技术，系统量化了微生物高产（Y）、资源获取（A）与胁迫耐受（S）策略沿干旱梯度的变化规律及其对土壤碳矿化潜力的影响。
研究发现，微生物对干旱的适应并非平滑、同步的过程，而是呈现出鲜明的阶段性。随着水分条件逐步恶化，微生物首先增加胁迫耐受投入，通过维持内部稳定等方式保障生存；随后，面对日益匮乏的养分和底物，微生物进一步加强资源获取；当干旱持续加剧，用于生长的碳受到挤压，微生物生长效率随之下降。
这种生存选择，深刻改写着土壤碳的命运。当微生物把碳投向生长时，土壤碳的分解会被有效抑制。而一旦碳大量流向资源获取与胁迫耐受，土壤碳矿化便显著加快。尤其值得警惕的是，当干旱超过特定阈值后，土壤有机碳矿化潜力陡然升高，碳损失风险随之增加。这一效应在干旱区尤为突出。干旱削弱了土壤矿物对有机碳的保护，微生物生存策略的细微调整即可撬动明显的碳释放。这警示我们，干旱区的生态保护不容松懈，一旦干旱与过度放牧等人类活动双重叠加，土壤碳的损失或将不可逆转。
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