在长达一个世纪的土地利用历史之后，微生物的碳和能量利用效率仍然保持在较高水平

《Plant and Soil》：Microbial carbon and energy use efficiency after a centennial history of land use

　　

摘要

目的

土壤微生物依靠碳（C）和能量的耦合流动来维持自身生存、从休眠状态转变为活跃状态，并在环境条件动态变化的微生境中生长。虽然微生物代谢中的碳和能量流动密切相关，但目前尚缺乏研究它们如何在土地利用变化的情况下共同影响微生物生长的案例。

方法

我们使用¹⁸O标记的水来评估0-20厘米深度土壤中的碳利用效率（CUE），这些土壤来自连续使用一百年的土地。同时结合底物诱导的生长呼吸作用和微量 calorimetry（微量热量计）技术，以监测土地利用对微生物生长和热量释放的影响。

结果

在草地中，微生物的响应时间更短，处于生长状态的比例更高，这导致了更快的微生物周转率以及11-27%更高的碳利用效率（CUE）。呼吸作用和热量释放曲线呈现出耦合现象。然而，无论土地用途如何，热量释放峰值始终提前3-5小时出现。具体而言，草地土壤的热量释放量比农田和裸地休耕地高出12-39%。在热量释放峰值之后，草地土壤的热量释放速率下降较快，而裸地休耕地则表现出更为缓慢的下降趋势。这种现象归因于裸地休耕条件下碳可用性的持续减少（即溶解有机碳的减少）以及微生物的休眠状态（即较低的微生物生物量）限制了分解者对底物的利用，从而降低了微生物的生长速率，延长了热量释放过程。

结论

我们得出结论，在土地利用强度增加的情况下，维持真菌介导的过程和底质质量对于提高土壤碳封存能力至关重要。