微生物殘體是土壤有機碳的重要來源，在調控土壤有機碳庫的結構和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫的空間分布和互作是當前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲量的25%，且擁有最高的有機碳周轉率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與其它碳庫的多尺度關聯特征是提升森林碳循環(huán)可預測性和適應性管理的重要途徑。
中國科學院華南植物園恢復生態(tài)學任務團隊基于海南尖峰嶺熱帶山地雨林60公頃大樣地，系統(tǒng)研究了土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與植物和土壤有機碳庫的跨尺度關聯特征。研究發(fā)現：（1）土壤微生物殘體碳及其在土壤有機碳中的比例表現出較大的空間變異和顯著的自相關，具有顯著的高-高和低-低聚類格局，土壤、地形和植物生物量是重要的驅動因子；（2）微生物殘體碳、土壤有機碳和植物生物量的空間分布具有多重分形特征并遵循冪律標度；（3）微生物殘體碳表現出更強的空間異質性和更弱的均勻性，微生物殘體碳和土壤有機碳之間的跨尺度相關性要比微生物殘體與植物生物量之間更強更穩(wěn)定。該研究首次對熱帶山地雨林中植物、土壤、微生物碳庫的關聯特征進行了跨尺度分析，提升了我們對森林碳循環(huán)機理性理解，支撐了碳分布模型的發(fā)展，也為熱帶森林碳管理提供了新視角。
相關研究成果已發(fā)表在國際學術期刊Science of The Total Environment《總體環(huán)境科學》和Journal of Environmental Management《環(huán)境管理雜志》上。華南植物園博士后丁彰琦為論文第一作者，劉占鋒研究員和中國林業(yè)科學院熱帶林業(yè)研究所許涵研究員為論文共同通訊作者，該研究得到廣東省基礎與應用基礎研究旗艦項目和國家自然科學基金等資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170986
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120288
圖. 熱帶山地雨林土壤微生物殘體碳空間變異及其與土壤有機碳和植物生物量的跨尺度關聯。
注：MNC，微生物殘體碳；FNMC，真菌殘體碳；BNMC，細菌殘體碳；SOC，土壤有機碳；PB，植物生物量。
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