中国农业大学土地学院王祥教授课题组在土壤侵蚀与碳循环研究中取得进展：揭示深层土壤溶解有机质分子特征与微生物共演化机制

近日，中国农业大学土地科学与技术学院王祥教授课题组在环境与生态领域旗舰期刊Environmental Science & Technology（Nature Index期刊）上在线发表了题为《侵蚀驱动的垂直解耦：深层土壤热点区溶解有机质分子特征和微生物的共同演化》的研究论文。

研究团队以黑土侵蚀坡面土壤为研究对象，采用傅里叶变换离子回旋共振质谱和高通量测序技术，对比分析了侵蚀区和沉积区的表层与深层土壤溶解性有机质（DOM）分子特征及微生物群落差异。结果表明示，表层土壤DOM的化学多样性和分子复杂性显著高于深层土壤，但侵蚀作用使表层土壤DOM分子特征趋向均一化，而深层土壤成为DOM分子特征随地形变化的“敏感区”。沉积区深层土壤DOM分子多样性显著提升，且富集了木质素、单宁等难降解化合物，而侵蚀区深层土壤则以易分解的脂质类物质为主。热力学分析证实，沉积区深层土壤DOM生物可利用性更低，更利于碳的长期保存。

侵蚀-沉积过程对表层和深层土壤溶解性有机质分子特性及微生物群落的影响（概念图）

微生物群落对侵蚀与沉积过程的响应呈现“深度分异”特征。无论是表层还是深层土壤，微生物α多样性均在侵蚀区降低和在沉积区升高，但与DOM的关系截然相反：表层土壤中微生物多样性与DOM分子复杂性呈负相关，而深层土壤中则呈正相关。这一差异揭示了土壤微生物的“分层生存策略”，即表层微生物擅长利用易降解物质，竞争激烈，而深层土壤微生物则更适应复杂化合物，通过协同作用推动碳稳定。研究强调，深层土壤是以往研究容易忽视的关键区域。侵蚀与沉积过程在深层土壤中构建了独特的DOM与微生物互作，并影响土壤有机质的稳定。

中国农业大学土地科学与技术学院博士研究生彭钰梅和硕士研究生范忠民为共同第一作者，王祥教授为通讯作者。课题组成员博士研究生王梓和石佳、硕士研究生张子赟、闫雨欣和霍纯朋参与了本研究工作。该研究受国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。