土壤微生物碳利用效率对气候变化响应的研究进展

　　

摘要： 土壤微生物碳利用效率(CUE),即微生物将吸收的碳分配于生长与维持的比例,是调控陆地土壤有机碳(SOC)储量的关键参数。CUE对气候变化的响应及其反馈过程深刻影响着全球碳循环和土壤碳汇功能。然而,当前关于CUE对气候变化的响应机制及其生态后果仍存在诸多不确定性。本文梳理了近20年关于土壤微生物CUE的研究进展: 首先,明确了CUE的基本概念及计算方法,并比较了3种主流测定技术(同位素标记法、计量学模型和热力学效率法)的原理、优势与局限性;其次,总结了影响CUE变化的关键生物与非生物因子,重点评述了大气CO₂浓度升高、气候变暖和降水格局改变对微生物CUE的单独及交互作用机制,并基于“资源-成本权衡”理论框架,探讨了不同生态系统中CUE响应异质性的潜在机制;概括了当前研究在方法学标准化、深层土壤过程解析、多因子交互效应量化以及CUE在地球系统模型(ESM)应用等方面仍存在的瓶颈与挑战;提出了从微观代谢机制到宏观碳循环格局的整合性研究框架,强调通过方法学创新、多尺度联网观测以及模型-试验融合,深入揭示气候变化背景下CUE的动态变化与适应性机制。