矿物结合有机碳（MAOC）是土壤稳定碳库的重要贡献者，其积累对减缓气候变化具有重要意义。近年来，大量研究表明微生物（残体）的生产能力和矿物（对有机碳的）保存能力是MAOC积累的关键调控因素。然而，在长时间尺度上二者对MAOC积累的相对影响尚不明确。
国家植物园（南园）冯晓娟研究组利用空间代替时间的方法，在我国五大连池火山群周围采集了具有不同成土年龄和风化程度的土壤；利用土壤分组技术分离MAOC，结合δ13C和热裂解分析技术，定量表征了MAOC沿风化梯度的含量和组成变化规律；并进一步结合矿物及微生物属性测定，对比了二者及其交互作用对MAOC积累和组成的影响。研究发现，土壤MAOC含量随着矿物风化程度增加而增加，且微生物源有机碳对MAOC的贡献也在增大。与微生物属性（包括生物量、周转速率、碳利用效率等）相比，矿物属性（包括活性矿物含量、阳离子交换量等）对MAOC积累有更重要的影响，说明矿物保存能力而非微生物残体生产能力决定了MAOC的长期积累。此外，矿物风化可能通过影响微生物的群落结构（增加真菌/细菌比）而提高了微生物残体的积累效率，进而促进了MAOC的积累。因此，矿物和微生物具有强烈的交互作用，并显著增强了微生物源有机碳对MAOC的贡献。上述发现为整合土壤“矿物泵”和“微生物碳泵”的概念提供了数据支持，同时表明矿物风化不仅可提升无机碳汇，也可与土壤微生物协同促进持久性有机碳汇的形成。本研究为理解土壤稳定碳库的形成和积累途径提供了理论依据。
该研究成果于近日在线发表于国际学术期刊Geophysical Research Letters。国家植物园（南园）博士后朱二雄（已出站）和工程师刘宗广为论文共同第一作者，冯晓娟研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会等项目的资助。
文章链接：
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2024GL108466
风化梯度上微生物属性和矿物属性对矿物结合有机碳含量和组成的影响
