Physicochemical Protection Outweighs Microbial Carbon Use Efficiency in Regulating Soil Organic Carbon Across an Aridity Gradient.

چکیده اصلی

Microbial carbon use efficiency (CUE) has been proposed as a critical determinant of soil organic carbon (SOC) dynamics, yet its relative importance compared with plant carbon inputs, edaphic conditions, microbial attributes, and physicochemical protection remains poorly understood. Here, we conducted large-scale soil samplings across a 3000-km aridity gradient on the Tibetan Plateau to evaluate the contribution of microbial CUE to SOC variation. Microbial CUE increased with increasing aridity, whereas SOC declined, resulting in a weak negative relationship between CUE and SOC along the aridity gradient. This increase in CUE was primarily driven by reduced microbial respiration, while microbial growth remained largely unchanged. By contrast, correlation analyses revealed strong positive relationships between SOC and physicochemical protection, plant diversity and carbon inputs, edaphic properties, and microbial attributes. Random forest and structural equation models further showed that SOC variation was more strongly associated with indicators of physicochemical protection, including mineral-associated organic carbon, clay content, calcium-bound carbon, and microbial residue carbon than with microbial CUE. Together, our findings challenge the view that microbial CUE alone governs SOC accumulation and highlight the importance of stabilization processes in regulating SOC variations across the aridity gradient.

ترجمه فارسی چکیده

مقیاس استفاده از کربن میکروبی (CUE) به عنوان یک عامل تعیین‌کننده کلیدی پویایی کربن آلی خاک (SOC) پیشنهاد شده است، اما اهمیت نسبی آن در مقایسه با ورودی‌های کربن گیاهی، شرایط خاک، ویژگی‌های میکروبی و مقاومت فیزیوشیمیایی هنوز به خوبی درک نشده است. در اینجا، ما نمونه‌برداری خاک در مقیاس وسیع در یک گرادیان خشکی ۳۰۰۰ کیلومتری در پایتانگلاو انجام دادیم تا سهم CUE میکروبی در تغییرات SOC را ارزیابی کنیم. CUE میکروبی با افزایش خشکی افزایش یافت، در حالی که SOC کاهش یافت، که منجر به یک رابطه ضعیف منفی بین CUE و SOC در طول گرادیان خشکی شد. این افزایش CUE عمدتاً توسط کاهش تنفس میکروبی هدایت می‌شد، در حالی که رشد میکروبی به طور قابل توجهی ثابت ماند. در مقابل، تحلیل‌های همبستگی روابط مثبت قوی بین SOC و مقاومت فیزیوشیمیایی، تنوع گیاهی و ورودی‌های کربن، ویژگی‌های خاک و ویژگی‌های میکروبی را آشکار کرد. مدل‌های درختی تصادفی و معادلات ساختاری همچنین نشان دادند که تغییرات SOC بیشتر با شاخص‌های مقاومت فیزیوشیمیایی، از جمله کربن آلی مرتبط با معدنی، محتوای رس، کربن مرتبط با کلسیم و کربن باقی‌مانده میکروبی، نسبت به CUE میکروبی مرتبط است. در مجموع، یافته‌های ما دیدگاه را که CUE میکروبی به تنهایی SOC را تنظیم می‌کند، به چالش می‌کشد و اهمیت فرآیندهای پایدارسازی را در تنظیم تغییرات SOC در طول گرادیان خشکی برجسته می‌کند.

متن کامل اصلی