近日，我所吴迪研究员团队在极端高温影响土壤微生物碳代谢研究方向取得新进展。通过¹⁴C同位素示踪、长期培养及高通量测序等技术，系统阐明了单次极端高温事件如何显著改变农田土壤微生物的碳利用策略。研究成果为未来气候情景下碳模型优化提供了关键依据。

　　随着全球气候变暖加剧，极端高温事件发生频率和强度不断增加。相比空气温度，土壤表层更容易达到极端高温，从而影响土壤微生物及其介导的碳循环过程。针对极端高温对土壤微生物碳代谢长期影响机制尚不明确的问题，中国科学院应用生态研究所联合英国班戈大学(Bangor University)，利用¹⁴C同位素示踪、长期培养和高通量测序等技术，系统评估了单次极端高温事件对农田土壤微生物碳利用效率(CUE)及群落结构的影响，并追踪其长期遗留效应。

　　研究结果表明，高温事件显著改变了微生物碳利用策略，使葡萄糖来源的¹⁴CO₂释放增加48%，微生物CUE下降约50%。同时，50 ℃处理显著降低了细菌和真菌多样性及细菌共现网络复杂性，使得耐热的变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)存活下来，并推动微生物群落由资源利用效率较高的K策略类群向快速生长的r策略类群转变。此外，极端高温显著加速了土壤老碳分解，50 °C加热期间的累积¹⁴CO₂损失比20 °C高出97%，但高温结束后土壤有机质分解速率迅速恢复至对照水平。

　　通过持续6个月、4次重复添加¹⁴C-葡萄糖的监测，研究团队发现，高温造成的微生物碳代谢损伤恢复缓慢，即使经过200天恢复期，温带土壤微生物群落也难以完全恢复，且外源微生物接种也未能显著加快恢复过程。本研究为极端高温事件后微生物碳代谢的响应机制提供了新的见解，为未来极端气候情景下碳模型的参数化和验证提供了知识支持。

　　相关研究以“Legacy effects of extreme heat decreased soil microbial carbon use efficiency”为题发表在《Global Change Biology》期刊。中国科学院沈阳应用生态研究所-英国班戈大学联合培养博士生尹晋华为第一作者，中国科学院沈阳应用生态研究所吴迪研究员为通讯作者，Roland Bol教授(德国于利希研究中心)、Davey Jones教授(英国班戈大学)、Dave Chadwick教授(英国班戈大学)、王超研究员(中国科学院沈阳应用生态研究所)等为本研究的共同合作者。该研究得到了国家重点研发计划(2025YFE0208700)等项目资助。

　　论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.70967

　　图1 极端高温事件对微生物碳利用效率的影响

　　图2 极端高温事件对微生物群落组成的影响

　　图3单次极端高温事件后微生物碳循环的长期监测