冻土区土壤中的“微观世界”

冻土是一种长期处于低温环境并对气候变化十分敏感的特殊土壤。由于低温限制了土壤微生物对有机质的分解，导致冻土中储存着大量有机碳。最新研究结果显示，冻土区土壤碳储量高达1.3万亿吨，约占全球土壤碳库的一半以上。然而，这一重要碳库目前却受到了气候变暖的严重威胁。特别是在“极地放大效应”的作用下，冻土分布区的增温速率达0.6℃/10年，约为全球平均增温速率的两倍。

快速的气候变暖导致大面积冻土融化，进而使得冻土中长期封存的有机碳被微生物分解，以CO2和CH4等温室气体的形式释放至大气中，最终会进一步加剧气候变暖。作为生物地球化学循环的引擎，土壤微生物在调控冻土碳循环中起着重要作用。因此，认识冻土区土壤微生物特征，揭开冻土区土壤中“微观世界”的神秘面纱，对准确预测冻土碳循环与气候变暖之间的反馈关系至关重要。

为了探索冻土区土壤中的“微观世界”，中国科学院植物研究所杨元合研究组依托在青藏高原祁连山冻土分布区建立的热融塌陷观测平台，基于宏基因组测序、室内培养和碳分解模型等多种手段，解析了土壤微生物群落结构和功能沿冻土融化序列的变化及其关键驱动因素。

研究发现，热融塌陷16年后，表层土壤微生物群落发生了明显改变：细菌相对含量显著增加，而古菌和真菌的相对含量显著降低。并且，表征微生物碳分解活性的功能基因丰度也随之改变，其中降解惰性碳组分的基因丰度增加，表明微生物对惰性碳的分解能力增强。……