南京林业大学阮宏华教授Nat. Commun.|大陆尺度下土壤微生物胞外聚合物的驱动因素

3月2日，南京林业大学阮宏华教授和维也纳大学Wolfgang Wanek教授（共同通讯）在Nature Communications在线发表了题为“Continental-scale drivers of soil microbial extracellular polymeric substances”的研究论文，横跨欧洲大陆约5500公里的样带对来自92个不同样点的土壤样品进行胞外聚合物定量分析，旨在更深入地理解胞外聚合物在不同土壤生态系统中的作用及其对土壤生物地球化学过程的影响。

土壤微生物胞外聚合物是土壤碳库的重要组成部分。与胞外聚合物不同，微生物残体主要由微生物细胞壁碎片构成，通常以氨基糖作为生物标志物进行定量分析。微生物残体已被广泛研究，其形成机制相对明确，约占土壤有机碳总量的30-60%。然而，胞外聚合物在区域尺度上仍是一个被严重忽视的碳库，可能在土壤团聚体形成、微生物生境构建及短期碳动态中发挥重要功能。其与地质背景、土地利用、气候、土壤性质、植物和微生物因素的关系尚未被充分揭示。胞外聚合物是贡献土壤有机碳并促进土壤团聚的关键微生物残留物，但其丰度及大尺度控制因素的研究才刚刚起步。

本研究在欧洲跨越不同气候、基岩和土地利用类型的样带上开展了大规模土壤采样。土壤胞外聚合物平均含量为956±55微克/克土（涉及92个样点），其中胞外聚合物碳对土壤有机碳的贡献率为1.6±0.1%。基岩类型影响胞外聚合物含量、其对土壤有机碳的贡献率以及胞外聚合物碳与微生物生物量碳的比值，而土地利用方式主要影响后两项指标。胞外聚合物碳与微生物生物量碳的比值与微生物生长速率和碳利用效率呈负相关，并在水分亏缺条件下升高；同时胞外聚合物含量随微生物生物量碳、黏粒含量和交换性钙的增加而上升。研究结果表明，胞外聚合物是一种具有重要功能意义的微生物残留物，受气候、土壤性质、微生物及土地利用因素的共同调控，对土壤碳循环与固存具有显著影响。

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