推荐：江舜尧
编译：艾奥里亚
编辑：小菌菌
美国俄克拉荷马大学周集中教授和清华大学杨云峰教授等于2020年1月17日在Microbiome上发表题目为《Warming-induced permafrost thaw exacerbatestundra soil carbon decomposition mediated by microbial community》的文章。高纬度永久冻土生态系统中储存的巨大碳库极易受气候变暖的影响，一直是气候变化研究的热点。基于先前的研究，作者提出一种假设，即5年变暖会引起植物生产力、土壤微环境中气候以及土壤微生物群落结构的变化。为了验证这一假说，通过一项为期5年的实验性冬季变暖处理，基于16S rRNA细菌测序、ITS真菌测序以及功能结构的微阵列检测，作者探究了在气候变暖条件下，土壤微生物群落的分类组成和功能结构以及群落变化的潜在驱动因素和生态结果。通过研究发现，5年气候变暖显著改变了多年冻土层中细菌群落的组成和功能结构。土壤融化深度是影响细菌分类组成、碳分解势以及网络拓扑性质的最强因子，增温诱导冻土层的融化从根本上重构了相关细菌群落。基于以上研究，作者预测微生物对长期变暖的响应将导致正反馈促进冻土带地区的碳分解。
文章摘要
背景：众所周知，全球变暖对被多年冻土覆盖的高纬度冻土带有影响。这导致之前储藏在该地区（约占全球SOC储量的50%）的土壤有机碳(SOC)的分解，从而正反馈加速了全球气候变暖。之前的研究表明，短期变暖(1.5年)刺激冻土带土壤碳的快速分解（该分解主要由微生物介导），但不影响土壤微生物群落的组成。结果：在同一地点进行较长时间(5年)的实验性冬季变暖改变了微生物群落(p < 0.040)。解冻深度与群落聚集和相互作用网络之间表现出很强的相互作用关系，这意味着气候变暖加速的冻土带融化从根本上重组了微生物群落。在气候变暖条件下，碳分解和产甲烷基因的相对丰度均增加，其功能结构与生态系统呼吸或甲烷排放密切相关(R2 > 0.725，p < 0.001)。结论：与碳循环相关的微生物响应可能导致正反馈现象，从而加速冻土带地区SOC的分解。然而，这种由微生物群落组成变化所引起的SOC的流失往往不太可能消退，这一结果需要引起众多学者的重视。
文章重要图片说明
图1| 细菌/真菌群落多样性指数。a-d分别代表细菌Faith’s PD指数、真菌Faith’s PD指数、细菌β多样性指数以及真菌β多样性指数。
图2| 参与C降解（a）和甲烷循环（b）的典型基因的归一化信号强度。蓝色柱代表对照样本的平均归一化信号强度，红色柱代表温暖样本的平均归一化信号强度。
图3| 原位生态系统呼吸与碳分解基因（第一主成分）之间的线性回归（a）以及原位甲烷通量与产甲烷基因（第一主成分）之间的线性回归（b）。
图4 | 成对微生物群落系统发育周转率与植物和土壤因子成对差异的线性回归。
表1 | 基于16S rRNA测序、ITS测序以及Geochip检测探究气候变暖对微生物分类学影响的不同检验。
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