地球环境所揭示野火对土壤碳和养分循环的影响及胞外酶机制

中国亚热带-暖温带气候过渡区针阔混交林对气候变化敏感。土壤微生物对野火具有较高的敏感性。野火对土壤微生物群落结构和功能的影响备受关注。土壤胞外酶在生物地球化学过程中发挥着关键作用，如调节碳（C）和养分循环。然而，关于火灾后土壤理化性质和微生物群落组成的改变对土壤胞外酶活性的影响尚不清楚。因此，开展火灾后对胞外酶活性的响应和调控因素，对于阐明火灾对微生物过程中营养-微生物酶的影响具有重要意义。

基于此，中国科学院地球环境研究所以中国中部亚热带-暖温带森林为研究对象，探讨了C-、氮-（N）和磷-（P）在森林火灾后1、6、13和50年的胞外酶活性的响应及调控因素。C-（β-葡萄糖苷酶）、N-（N-乙酰氨基葡萄糖苷酶）和P-（酸性磷酸酶）获得酶活性随火后时间的延长而下降，在火后1年达到最高值。碳获取酶活性对火灾的响应与细菌生物量呈正相关，表明火灾后微生物组成与胞外酶分解的变化有关。土壤获取磷酶活性与土壤磷有效性呈正相关，而获取磷酶活性与土壤氮有效性呈正相关。因此，土壤细胞外酶活性随着火灾后时间的推移而下降，这表明野火可能会降低微生物对营养物质的需求。

相关研究成果发表在《土壤退化与开发》（Land Degradation Development）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。

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火灾后土壤性质、微生物群落和胞外酶活性变化的概念框架。虚线反映了火灾引起的细胞外酶在火后立即变性。实线显示火灾对土壤性质和微生物群落的间接影响。红色路径反映了控制火对C、N和P获取胞外酶活性影响的主要因素。