较低的基质浓度加剧了蚯蚓活动对土壤有机质（SOM）分解过程中温度敏感性的影响

土壤有机质分解速率（R_s）和温度敏感性（Q10）受底物浓度调控，蚯蚓及其排泄物通过增强微生物活性显著影响R_s（22-56%）和Q10（4-14%），持续存在时效应倍增（R_s 194-277%，Q10 26-63%），低底物浓度表层土壤Q10增幅最大。蚯蚓通过调节微生物与底物的相互作用改变Q10依赖性，但内源性Q10稳定。蚯蚓是调控温度敏感性的关键生物因子，尤其在底物受限土壤中。

　　

摘要

底物浓度是影响土壤有机质（SOM）分解过程中温度敏感性（Q₁₀）的关键因素。尽管这一关系背后的微生物过程已有充分研究，但土壤动物（尤其是蚯蚓）在调控SOM分解对温度响应中的作用仍很大程度上未被探索。在本研究中，我们探讨了蚯蚓及其分泌物（排泄物和分泌物）如何在不同自然底物浓度梯度下影响SOM的分解速率（R_s）和温度敏感性（Q₁₀）。我们结合了1米深度土壤剖面的分层采样（代表底物浓度梯度的垂直变化）与模拟昼夜温度波动条件下的实验室培养实验。通过使用高频（每秒采集一次二氧化碳浓度数据）自动化系统，我们量化了蚯蚓及其分泌物对R_s和Q₁₀的影响。结果表明，仅蚯蚓的分泌物就能使R_s增加22–56%，Q₁₀增加4–14%，尤其是在底物浓度较高的表层土壤中这种效应更为显著。蚯蚓的持续存在进一步放大了这些效应，使R_s增加了194–277%，Q₁₀增加了26–63%；值得注意的是，在底物浓度较低的情况下，Q₁₀的增加最为明显。蚯蚓的活动增强了Q₁₀对底物浓度和微生物活性的依赖性；然而，蚯蚓自身的Q₁₀值在不同底物和温度条件下保持稳定。这些发现表明，蚯蚓是调控SOM分解温度敏感性的重要生物因素，尤其是在底物有限的土壤中。