近日，自然指数（Nature index）收录期刊之一，美国地球物理联合会主办的期刊《Geophysical Research Letters》，以“Recent photosynthates are the primary carbon source for soil microbial respiration in subtropical forests”为题在线发表福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站在新近光合产物驱动亚热带森林土壤微生物呼吸的研究成果。杨智杰副研究员为第一作者，杨玉盛教授与林登秋教授为共同通讯作者，福建师范大学为第一署名单位。研究得到国家自然科学基金重点项目和面上项目的资助。
土壤呼吸是陆地生态系统最大的二氧化碳排放源，其中50-60%来自于土壤微生物呼吸，其微小变化将显著影响陆地碳平衡。亚热带常绿阔叶林区是全球碳汇能力最高的地区之一，因此，阐明亚热带森林土壤微生物呼吸及其影响因素具有重要意义。团队基于野外原位中土壤微生物呼吸、光合有效辐射、温度、降雨等多因子的同步高频率自动监测（图1），结合小波功率谱、相干分析等技术，发现新近光合产物输入是亚热带森林土壤微生物呼吸最重要的碳源，占到土壤微生物呼吸的88%（图2）。光合有效辐射在日尺度上是驱动土壤微生物呼吸重要因子，而非土壤温度（图3）。研究结果挑战了森林土壤微生物呼吸主要受土壤有机碳的质量及其与温度的热力学关系这一传统认识，改进地球系统模型在热带亚热带森林地区的不确定性具有重要意义。
图1 新近光合产物输入对土壤微生物呼吸的影响。自上而下分别为土壤微生物呼吸、土壤温度、土壤含水量、光合有效辐射、气温、降雨量
图2 土壤微生物呼吸全时小波功率谱和局部小波谱。全时小波功率谱包括(a)林内原位土壤微生物呼吸，(b)无新近光合产物输入的土壤微生物呼吸，(c)来自近期光合产物的土壤微生物呼吸;林内原位(d)和无新近光合产物输入(e)的土壤微生物呼吸局部小波功率谱。
图3土壤微生物呼吸与生物物理因子的小波相干性和相位差。林内原位(左)和无新近光合产物输入(右)下土壤微生物呼吸与光合有效辐射(a, d)、土壤温度(b, e)和土壤含水量(c, f)的时间相关性。
原文链接 https://doi.org/10.1029/2022GL101147
