科研进展--中国科学院广州分院

植物与菌根真菌之间的互利共生（菌根）是植物-微生物共生互作的主要模式，它能够促使植物积极响应并适应各种生物和非生物胁迫，从而进入新的生境乃至占领新的生态位，最终推动物种分化。真菌异养植物（Mycoheterotrophic plants）是植物-真菌互作驱动植物进化的经典案例，以其独特的营养方式、与光合自养植物截然不同的进化方向备受关注。真菌异养植物没有叶绿素，依赖真菌而生存，二者之间互作关系从祖先的互利共生转变为寄生，且在这种关系转变过程中往往发生真菌合作者的转变，同时伴随着真菌特异化的发生。真菌合作者的转变使得真菌异养植物能够拓展新的生态位，进入不同于光合自养祖先的生境（通常是阴暗、潮湿的森林地表层）并生存，进而发生物种分化，这也是植物-真菌互作推动植物多样性分化的具体体现。真菌异养植物通常比光合自养植物具有更高的真菌特异性（Fungal specificity），即其只与较少的真菌形成互作关系，且这些真菌往往具有较近的系统发育关系。然而，当前对真菌异养植物的起源与进化历程知之甚少，其共生真菌转变及特异化发生的生态机制仍困扰着众多研究者。为探究这一科学问题，中国科学院华南植物园植物中心赵中涛副研究员利用真菌异养植物的模式植物类群-水玉簪属进行了相关研究。研究团队对水玉簪属各物种开展了广泛采样，通过高通量测序等手段，对水玉簪属7个植物种、16个居群开展了伴生植物调查和微生物多样性调查。研究结果显示，真菌异养植物不依赖于特定的植物类群，而是能够与绝大多数伴生植物形成互作关系以获取真菌营养，且不同生境的共享真菌可能为其生境转移提供了前提条件。研究进一步发现，导致真菌特异性形成的因素不仅是植物方营养方式的转变，生境迁移也明显促进了植物中真菌特异性的发生。相关研究结果以“Not only transitions in nutritional modes but also niche shifts facilitate mycorrhizal fungal specialization in Burmannia”为题，发表在国际生态经典期刊Functional Ecology（《功能生态学》）。华南植物园赵中涛副研究员为第一作者，张奠湘研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金的资助。文章链接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2435.14706图1. 水玉簪属不同营养型植物。图2. 水玉簪及其伴生植物中菌根真菌的系统发育结构。A.水玉簪不同物种中真菌群落系统发育结构；B.伴生植物中菌根真菌群落的系统发育结构；C.水玉簪与伴生植物中真菌群落的关系；D.水玉簪伴生植物中真菌群落的聚类结构。

2024-12-01

螯合铁施加降低水稻镉砷积累机制研究取得新进展

镉（Cd）和砷（As）在土壤中表现出强烈的生物毒性和较高有效性，容易在水稻中积累，通过食物链进入人体后影响身体健康，因而水稻中镉砷污染引起了广泛的关注。已有研究表明螯合铁施用可减少水稻籽粒中镉的积累，但螯合铁施加对镉砷共同污染下水稻吸收积累镉砷的影响及其作用机制尚不明确。镉（Cd）和砷（As）在土壤中表现出强烈的生物毒性和较高有效性，容易在水稻中积累，通过食物链进入人体后影响身体健康，因而水稻中镉砷污染引起了广泛的关注。已有研究表明螯合铁施用可减少水稻籽粒中镉的积累，但螯合铁施加对镉砷共同污染下水稻吸收积累镉砷的影响及其作用机制尚不明确。中国科学院亚热带农业生态研究所黄道友研究员团队采用盆栽试验，研究了不同量EDTA·Na2Fe施用对土壤镉砷有效性、根表铁膜形成及其对镉砷固定和镉砷在水稻植株中转运的影响。研究发现EDTA·Na2Fe通过降低土壤中镉砷的有效性，提高根表铁膜对镉砷的固定，减少镉从根表铁膜到根系和砷从根系到籽粒的转运来降低籽粒镉和砷含量。研究还发现当EDTA·Na2Fe施用量为50 mg Fe kg-1时，籽粒镉和砷同时降低效果最佳。该研究为稻田土壤镉砷复合污染的治理提供了新的思路，对减少水稻籽粒镉和砷含量，减轻其对人体健康的威胁具有指导意义。该项研究近期以题为Effects of EDTA·Na2Fe on phytoavailability of cadmium and arsenic to rice (Oryza sativa L.)发表在TOP期刊Ecotoxicology and Environmental Safety上。硕士研究生张欣惠为论文第一作者，许超副研究员和黄道友研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、湖南省科技计划项目的共同资助。论文链接螯合铁添加降低水稻镉砷积累机制

2024-11-27

广州能源所空气源170℃工业蒸汽热泵机组开发成功并完成验收

近日，由中国科学院广州能源研究所储能技术团队承接的2023年度东方锅炉对外“揭榜挂帅”科研项目“适用于工业园区综合能源项目的热泵技术方案开发”在四川成都通过验收。近日，由中国科学院广州能源研究所储能技术团队承接的2023年度东方锅炉对外“揭榜挂帅”科研项目“适用于工业园区综合能源项目的热泵技术方案开发”在四川成都通过验收。广州能源所冯自平科研团队联合东方电气集团东方锅炉股份有限公司，采用自主知识产权的直接蒸发式热泵蒸汽技术，解决了高温高效双侧相变蒸发分离、宽温域环境自适应性调节、级间循环热量高效耦合、170℃蒸汽稳定制备控制等一系列技术难题，开发出适应﹣15℃-35℃环境温度的空气源170℃工业蒸汽热泵机组，扩宽了热泵的供热范围。本项目开发的示范机组经第三方机构测试，在环境温度27℃条件下，制取蒸汽温度为170±1℃，蒸汽压力为0.77±0.1bar，平均制取蒸汽流量为1.034t/h，平均制热量为759.89kW，平均耗电功率为478.4kW，平均COP为1.58。验收会现场空气源170℃工业蒸汽热泵示范机组

2024-11-27

中国工程院咨询项目《枣庄国家可持续发展议程创新示范区发展战略咨询》启动会在亚热带生态所召开

11月26号，中国工程院战略研究与咨询项目《枣庄国家可持续发展议程创新示范区发展战略咨询》启动会在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。11月26号，中国工程院战略研究与咨询项目《枣庄国家可持续发展议程创新示范区发展战略咨询》启动会在中国科学院亚热带农业生态研究所召开。中国工程院院士、亚热带生态所首席科学家印遇龙，亚热带生态所党委书记谭支良，中国工程院院士、湖南师范大学校长刘仲华，中国工程院院士、湖南省农业科学院党委书记柏连阳，欧洲科学院院士、山东大学微生物技术国家重点实验室主任张友明，中国工程科技发展战略山东研究院执行院长王晓斌，山东科技厅党组成员、山东创发院院长刘峰，山东枣庄市科技局书记、局长周慧，湖南林业科学院李昌珠院长，湖南师范大学李建中教授，亚热带生态所孔祥峰研究员，亚热带生态所科技处邓正苗副处长，及课题组主要成员参加会议。会议由印遇龙主持。会上，谭支良介绍了参会人员并致欢迎词，王晓斌、刘峰先后代表项目管理公司和山东省科技厅致词。周慧就关于提高枣庄国家可持续发展议程创新示范区发展战略的项目背景进行了介绍。邓正苗表示，研究所将为本项目提供良好的支持和服务。印遇龙、曾庆元、钟永光、马欣以及邵超峰等分别就项目和各课题内容进行了汇报。与会专家围绕枣庄国家可持续发展议程创新示范区的科技发展引领产业发展的短板与问题，及面临的机遇和挑战进行了深入探讨。印遇龙作总结发言，并部署了项目工作计划。他强调，项目组成员要重视枣庄示范区的投入与建设，要发挥项目组各自优势，进一步加强合作交流，使项目研究成果始终围绕项目的整体布局，进而形成一个有机的整体，把团队在可持续发展方面取得的研究成果在枣庄落地，让研究成果在枣庄充分发挥出科技引领作用，助力传统农业转型升级。会议现场合影

2024-11-26

广州能源研究所在CO2和生物基呋喃共转化研究方面取得进展

近日，中国科学院广州能源研究所新兴固废高值循环研究中心在生物质转化领域取得了新进展，夏声鹏博士、赵坤研究员和郑安庆研究员等开发了一种双金属单源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型双功能催化剂，有效地将CO2与2-甲基呋喃共转化生成芳香烃，同时显著减少积碳，开辟了可持续化学品生产的新路径。相关研究成果以Co-feeding CO2 for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。近日，中国科学院广州能源研究所新兴固废高值循环研究中心在生物质转化领域取得了新进展，夏声鹏博士、赵坤研究员和郑安庆研究员等开发了一种双金属单源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型双功能催化剂，有效地将CO2与2-甲基呋喃共转化生成芳香烃，同时显著减少积碳，开辟了可持续化学品生产的新路径。相关研究成果以Co-feeding CO2 for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。该研究表明，Zn-Mo-O/ZSM-5双功能催化剂不仅有效提高2-甲基呋喃和CO2转化率（超过97%），同时也使得目标产物芳烃和一氧化碳的碳收率超过85%，副产物烯烃含量几乎可以忽略不计（0.05%），催化剂上的积碳生成量从22.3%降至8.6%。此外，CO2的加入有效提高了反应的稳定性，稳定运行时间从 40 分钟延长到 110 分钟。同步辐射真空紫外光电离反射飞行时间质谱（SVUV-PI-ReTOF-MS）、13C同位素示踪、原位漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）等先进表征技术进一步揭示了ZnMoO4/ZSM-5催化剂选择性地调控反应中间体和反应路径的作用机制。该研究为CO2和生物呋喃的共转化提供了新思路。该论文第一作者是夏声鹏博士、赵坤研究员、高云飞教授，通讯作者为王占东研究员和郑安庆研究员。该研究获得国家自然科学基金项目、国家重点研发计划和广东省杰出青年基金项目的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/ange.202420779

2024-11-26

广州能源所在动力电池回收利益相关方策略演化研究方面取得新进展

近日，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在动力电池回收利益相关方策略演化研究方面取得新进展。近日，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在动力电池回收利益相关方策略演化研究方面取得新进展。随着全球电动汽车保有量的迅速增长，对动力电池的需求激增，导致钴、镍等稀有金属资源的压力增大，同时废旧电池的处置也带来了潜在的环境污染问题。动力电池的回收利用被视为解决这些挑战的有效途径。该研究构建了一个包含地方政府、电池正极材料制造商和电池组装制造商三方的演化博弈模型，结合系统动力学模拟方法，深入分析了动力电池回收中利益相关者的行为机制，识别了影响其策略转变的关键因素（图1）。通过对政府补贴和惩罚力度、电池销量、碳价格、欧盟电池法规影响系数、电动汽车制造商的低碳采购偏好等十个关键外生变量的影响分析，研究揭示了这些因素对企业策略选择的影响程度和方式。图1 动力电池回收三方演化博弈-系统动力学研究框架研究结果表明，政府的补贴和惩罚等政策手段在引导企业策略方面起到了关键作用。然而，过高的补贴（本研究中为超过210万元人民币）将导致正极材料制造商对补贴产生路径依赖，削弱企业的自主创新能力。市场因素，如电池销量的增加和电动汽车制造商对低碳采购的偏好，显著激励了正极材料制造商采用回收策略，并鼓励电池组装制造商开发可回收设计。此外，欧盟电池法规的出台、碳价格的上升以及将正极材料制造商纳入碳交易体系，被识别为是促使企业采用电池回收策略的积极因素。图2 系统演化路径下各利益相关者策略选择的变化该研究阐明了动力电池回收中行为模式和关键激励因素的复杂互动，为政策制定者提供了有价值的理论参考。研究建议，政府应在政策制定中平衡短期激励和长期企业自主性的培养，避免过度依赖补贴导致的“路径依赖”问题，建议设置补贴的退出机制。对于高碳排放的正极材料制造商，建议将其纳入碳交易体系，通过市场化手段促使其降低碳排放。与此同时，鼓励电动汽车制造商在采购中优先选择低碳足迹、可回收设计的电池，有助于提升电池包制造商采用可回收设计策略的积极性，推动产业链上下游的协同绿色转型。研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项、广东省重点研发计划、中国工程院项目等资助。相关研究成果以Deciphering Stakeholder Strategies in Electric Vehicle Battery Recycling: Insights from a Tripartite Evolutionary Game and System Dynamics为题，发表于Journal of Cleaner Production期刊。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.142174

2024-11-25

华南植物园揭示水坝有助于土壤有机碳固持及氮磷沉积固持及氮磷沉积

红树林沉积物对碳固持和氮磷沉积起着重要作用，进而在调节全球变暖和吸附海洋污染方面具有重要意义。然而，随着农业活动和水产养殖的增加，越来越多的水坝开始围绕红树林湿地建设，导致这些区域的土壤和沉积物发生变化。然而，水坝建设对红树林湿地土壤碳积累和氮磷沉积的具体影响仍不清楚。为了解决这一科学问题，中国科学院华南植物园生态中心研究人员在珠江口开展了相关研究。研究团队选取了一个自然红树林湿地（坦头村）和一个被水坝围绕的红树林湿地（南沙湿地公园）进行对比研究。为了明确水坝建设的影响，研究人员通过测定土壤剖面的210Pb含量，确定了水坝建设前后土壤的沉积深度。此外，研究还分析了水坝建设前后土壤系统（土壤、微生物生物量和酶活性）的碳、氮、磷含量。研究结果表明，在水坝建设之前，两个红树林湿地的碳、氮、磷含量相近。然而，在水坝建设之后，被水坝围绕的红树林湿地的碳、氮、磷含量显著高于自然红树林湿地，表明水坝有助于土壤有机碳的固持以及氮磷的沉积。此外，比较两个红树林湿地的土壤碳氮磷化学计量特征发现，水坝显著增加了土壤中碳的积累深度，这表明水坝未来将会持续促进碳的积累。本研究强调了滨海管理措施，特别是水坝建设，对红树林湿地碳积累和氮磷污染沉积的重要作用。这些发现为滨海湿地保护与修复提供了新的科学依据。相关研究成果以“Responses of depth-dependence of C:N:P stoichiometry to check dam in mangrove wetlands”为题在线发表在国际学术期刊Journal of Environmental Management（《环境管理杂志》）。中国科学院华南植物园博士研究生黄幸运为论文第一作者，研究组长、小良站站长王法明研究员为论文通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、“一带一路”国家与国际科学组织联盟等项目的资助。图1. 水坝对红树林湿地土壤碳氮磷含量和深度独立性影响的概念图图2. 两个不同红树林湿地土壤系统（土壤、微生物生物量和酶活性）的碳氮磷含量

2024-11-20

深圳先进院 |“大数据+多组学”物种互作导向策略揭示“生态战场”中的潜在药物分子

近日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所石一鸣团队受权威杂志英国皇家化学会期刊Natural Product Reports（《天然产物报告》）编委会邀请，在11月13日出版的最新一期期刊中，以封面文章的形式发表题为“探索自然战场：物种相互作用助力发现活性天然产物”的综述论文。深圳先进院为该论文的第一单位。近日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所石一鸣团队受权威杂志英国皇家化学会期刊Natural Product Reports（《天然产物报告》）编委会邀请，在11月13日出版的最新一期期刊中，以封面文章的形式发表题为“探索自然战场：物种相互作用助力发现活性天然产物”的综述论文。深圳先进院为该论文的第一单位。该综述总结了团队获得的重要阶段性研究成果，并梳理了人体及其他陆地海洋动植物等生态位中，微生物活性天然产物的挖掘过程、生态功能及其在疾病治疗中的潜在价值，提出了基于“大数据+多组学”物种互作导向的药物发现策略，拓展了合成生物学和药学领域的思考视角和实践路径。文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/np/d4np00018h微生物生态协作，打开药物发现之门微生物作为最古老、最简单的生命形式之一，在驱动地球化学循环、维持生物多样性、推动宿主进化等方面发挥着关键作用。为了应对复杂多变的外界环境，微生物的基因簇编码促成了多样化天然产物的生成。这些产物不仅是微生物间通讯的“化学语言”，也是其生存繁衍的关键“生化武器”。微生物与微生物、高等真核生物之间的共生、互利和竞争等关系，将促使微生物保留最有价值的活性物质。这些物质在生态系统中的独特功能，可启发我们将其类比地应用于人类疾病的治疗。“在物种间相互作用的背景下研究天然产物的功能作用，可以深入揭示微生物的生存策略。这为发现与改造抗感染、抗肿瘤和免疫调节药物先导化合物提供了新的灵感。”论文通讯作者、深圳先进院合成所石一鸣研究员表示。微观世界中，物种联盟的新发现人们体内和周围看不见的微生物，正悄然影响着人类健康和未来医学走向。在人体内，微生物群落在消化食物、提供营养、调节免疫、保护胃肠道等关键生理过程中扮演着重要角色。“通过人类微生物宏基因组数据结合多组学分析，我们能精确定位与人体生理生化过程相关的生物合成基因簇。它们的编码产物在调控人体生理通路方面展现出巨大潜力，且与人体具有良好的兼容性，有望成为调节、保护人体健康的潜在候选药物分子。”论文作者之一、中国科学院大学博士研究生向浩表示。据了解，目前已从人类微生物中发现抗生素、蛋白质合成抑制剂以及蛋白酶抑制剂，其中包括了与抗癌药物阿霉素和硼替佐米结构相似的类药物分子。线虫体内的共生细菌不仅是化学生态学研究的理想模型，也是发现药物分子的宝贵资源。广泛分布于共生细菌种群内的线虫生长因子异丙基二苯乙烯，被开发成了原创新药本维莫德乳膏，已获得美国FDA批准上市，用于治疗皮炎和银屑病。肽类抗生素Odilorhabdin处于临床前研究，有望用于治疗泌尿系统感染和复杂腹腔感染。Darobactin具有新颖的作用机制，被视为一种专门针对革兰氏阴性病原细菌的潜在新药候选分子。“微生物与其他陆地和海洋动植物也广泛地形成了共生联盟。” 论文作者之一、深圳湾实验室史燕妮助理研究员介绍，该文章总结了微生物天然产物在跨物种中互作取得的突破性发现。文章指出，在细菌与植物相互作用中，肽类化合物FR900359显示出对致病线虫的防御能力，有望用于GqPCR相关疾病治疗。细菌与蜜蜂、甲虫等的互作揭示了聚酮类和非核糖体肽在防御病原威胁中的关键作用。研究还发现了一种有趣的细菌-藻类-海蛞蝓的三方互作现象：海蛞蝓通过啃咬藻类，摄取具有抗癌作用的防御性非核糖体肽类物质，以抵御海蛞蝓的天敌。该研究强调了微生物天然产物的本质功能，并提出了从“规律认识”（格物致知）到“规律应用”（格物致用）的天然产物研究范式。这一研究范式不仅有助于揭示微生物生命活动规律，还为新药的发现和改造提供新的研究方向和关键线索。

2024-11-19

华南植物园揭示亚热带常绿阔叶林土壤有机碳固存对林冠与林下氮添加响应差异的机制

大气氮沉降升高导致显著影响了我国亚热带常绿阔叶林系统碳循环过程。多数林下施肥模拟大气氮沉降的实验证实，长期氮添加显著提高了土壤有机碳尤其是植物源颗粒有机碳的积累，但对微生物源的矿物结合态有机碳的影响不显著，其原因在于氮添加一方面促进植物生长，增加了植物向土壤的有机碳输入，另一方面也加剧了土壤酸化，抑制了土壤微生物的碳利用。然而，林下施氮的方式忽略了林冠生态过程对大气氮沉降的影响，使得林下氮添加的实验结果可能不足以反应大气氮沉降对森林碳动态的真实影响。中国科学院华南植物园环境生态学研究方向依托广东省石门台“林冠林下氮添加实验”平台，对比探究了长期（11年）林冠、林下氮添加对森林土壤有机碳动态的影响机制。发现，由于林冠对活性氮的吸收和截留，林冠氮添加对土壤有机碳积累的促进作用显著弱于传统的林下氮添加；林下氮添加显著增加了土壤颗粒有机碳含量，而冠氮添加则显著增加了矿物结合态有机碳含量，其原因可能是因为林冠氮添加显著提高了凋落物质量，减缓了土壤酸化，刺激微生物的碳利用，进而促进了颗粒有机碳向矿物结合态有机碳的微生物转化过程。研究结果表明，自然大气氮沉降对森林土壤碳固存的影响机制可能与传统的林下氮添加实验结果存在差异。未来的野外控制实验和生态系统模型开发应该充分考虑林冠生态过程对森林土壤碳动态的影响。相关研究成果已近日发表在国际学术期刊Catena（《土地链》）上。南京信息工程大学陆啸飞副教授为论文第一作者，华南植物园环境生态学研究方向旷远文研究员为论文的通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金、广东省重点研发计划项目、国家重点研发计划和广东省科技计划项目等资助。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108536图. 长期林冠与林下氮添加对森林土壤有机碳组分影响的差异。蓝色和红色箭头分别表示林冠和林下氮添加的影响，箭头的粗细表示影响的强度。SOC，土壤有机碳；POC，颗粒有机碳；MAOC，矿物结合有机碳。

2024-11-16

喀斯特土壤有机碳形成和稳定的协同/权衡机制取得进展

中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站在喀斯特土壤微生物碳泵-矿物碳泵协同/权衡机制研究取得新进展，相关研究成果近期以Lithological controls on soil aggregates and minerals regulate microbial carbon use efficiency and necromass stability为题发表在自然指数（Nature Index）期刊Environmental Science & Technology，张伟、王克林研究员为论文通讯作者，胡培雷副研究员为第一作者。中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站在喀斯特土壤微生物碳泵-矿物碳泵协同/权衡机制研究取得新进展，相关研究成果近期以Lithological controls on soil aggregates and minerals regulate microbial carbon use efficiency and necromass stability为题发表在自然指数（Nature Index）期刊Environmental Science & Technology，张伟、王克林研究员为论文通讯作者，胡培雷副研究员为第一作者。土壤异养微生物驱动的有机碳积累主要包括两个过程：1）微生物通过分解和合成代谢驱动植物光合碳在微生物活体-残体传递；2）微生物残体在土壤中的稳定化过程，即土壤团聚体和矿物的物理-化学保护作用。微生物碳利用效率反应微生物分解和合成代谢双重效应权衡，碳利用效率越高，意味着微生物将吸收的碳更多分配至生物量合成，经过微生物生长-繁殖-死亡的迭代过程，促进土壤有机碳形成。然而，土壤团聚体和矿物的物理-化学保护作用增加了微生物养分限制，从而降低了微生物碳利用效率。因此，土壤团聚体和矿物对微生物碳泵储碳可能存在权衡效应，一方面降低了微生物碳利用效率和残体形成，另一方面提高了微生物残体碳（微生物源碳）稳定性。前期研究发现，植被恢复背景下，西南喀斯特出露基岩非但没有限制土壤有机碳固定，中等程度的基岩出露反而促进土壤有机碳积累。其核心可能与碳酸盐岩相对快速的溶解动力学特性有关。岩石风化过程析出大量的矿物到土壤，增强了土壤团聚体稳定性和矿物保护能力。因此，科研人员推测喀斯特土壤团聚体和矿物保护对土壤有机碳形成和稳定具有更强的权衡效应。基于此，研究团队以渝黔桂典型水热梯度样带为研究区，以喀斯特和非喀斯特相同林龄的次生林土壤为研究对象，量化原状土壤和破碎团聚体土壤微生物碳利用效率，阐明微生物残体在不同稳定态有机质组分中的分配赋存特征。结果表明：1）破碎团聚体显著提高了喀斯特和非喀斯特土壤微生物碳利用效率；2）喀斯特土壤高钙和高铁氧化物含量增强了大团聚体稳定性和矿物保护能力，降低了微生物碳利用效率；3）尽管土壤团聚体稳定性和矿物保护降低了微生物碳利用效率和微生物残体生成量，但矿物保护增强了微生物残体稳定性；4）土壤团聚体和矿物对土壤有机碳形成和稳定的权衡效应受岩性调控，喀斯特土壤高矿物含量导致更高的权衡效应。研究结果强调仅基于微生物碳利用效率大小来评估土壤固碳潜力可能会存在偏差，喀斯特土壤碳循环研究以及固碳增汇技术研发需要考虑微生物碳泵和矿物碳泵协同和权衡效应。该研究得到了国家重点研发计划项目、自然科学基金区域联合重点基金等项目的资助。论文链接研究区概况土壤团聚体和矿物影响微生物残体形成和稳定的协同与权衡机制

2024-11-15