西北农林科技大学（834）水保全重室安韶山研究员团队在微生物胞外聚合物稳定退化草地有机碳的重要作用方面取得新进展

近日，水土保持与荒漠化整治全国重点实验室安韶山研究员团队在《Global Change Biology》上发表题为“Increased contributions of microbial extracellular polymeric substance to soil organic carbon during grassland degradation”的研究论文。水保学院2025届硕士毕业生张浩林为论文第一作者，安韶山研究员和朱兆龙副研究员以及中国科学院地球环境研究所陈骥研究员为共同通讯作者。

微生物残体碳被认为是土壤有机碳（SOC）的重要来源，但微生物胞外聚合物的贡献长期以来却被忽视。更为重要的是，在高寒草地退化的过程中，微生物是否会通过调整其生活史策略来重新分配碳于微生物残体与胞外聚合物之间，这一机制仍不清楚。

基于此，本研究提出假设：在草地退化过程中，微生物可能通过增加胞外聚合物的投入与积累，从而缓解土壤有机碳的损失。为验证这一假设，团队以青藏高原为研究区，在未退化、轻度退化、中度退化和重度退化阶段，量化了微生物残体与胞外聚合物对SOC的贡献，并结合微生物生长与资源获取策略，解析微生物生活史策略在其中的调控作用。

研究结果表明，随着草地退化程度的加剧，土壤有机碳、微生物生物量碳、微生物残体碳以及胞外聚合物碳含量均呈现下降趋势。然而，与整体下降趋势不同，微生物胞外聚合物的积累系数显著提高了140%，其对SOC的相对贡献增加了120%，而微生物残体的贡献则未发生显著变化（图1）。进一步分析发现，胞外聚合物的积累与微生物碳利用效率降低、代谢熵升高以及碳获取相关酶活性增强密切相关（图2）。这一发现为理解微生物调控土壤碳循环的机制提供了新的视角。

在不同草地退化阶段微生物残体与微生物生物量碳的比值（a，d）及其对土壤有机碳的贡献（b，e）

结构方程模型揭示草地退化通过土壤性质与微生物生活史策略影响微生物残体碳和胞外聚合物碳

该研究得到国家自然科学基金项目（42307440，42307440，42507466）的联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/gcb.70821

编辑：王学锋

终审：刘玉峰