专刊综述丨FUNCT ECOL：土壤酶对气候变暖的响应：机制和反馈

文章摘要01
研究背景
土壤酶是生态系统过程的核心，因为它们介导生物地球化学循环中许多必不可少的反应。然而，土壤酶活性如何应对全球变暖尚不确定。
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研究方案
作者综述了有关温度对土壤酶和微生物群落影响机制的文献，并概述了这些变化如何影响陆地生态系统中土壤碳通量。
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研究结果
在酶尺度上，即使温度可以在短期内对酶催化能力产生积极影响，但是随着时间的推移，这种影响可以通过酶失活（substrate inactivation）和降低底物亲和力（substrate affinity）来抵消。在微生物尺度上，短期增温可以通过加速合成和微生物周转来提高酶催化能力，但是微生物群落组成和生长效率变化可能会在长期内调节增温的影响。
虽然酶活性的增加可能会在数月到数年内加速活性碳分解，但作者的文献综述强调，这一初始阶段可以分为以下几个部分：（a）由于群落间碳利用效率的变化或基质消耗，土壤碳损失减少，这两者可以一起降低微生物生物量和酶活性；（b）由于微生物群落结构的变化和更多的氧化酶用于顽固性碳降解，土壤碳流失加速。需要在时间和空间上进行桥梁尺度（bridge scale）的研究，以评估在很长的时间内是否会通过酶活性的变化来减少或加速土壤碳损失。

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研究结论
土壤酶决定了土壤碳对增温变暖的敏感性，但介导这种影响的微生物群落和酶特征会随着时间的推移而变化。提高酶在土壤碳模型中的代表性需要进行长期研究，以表征广泛的水解和氧化酶特性的反应——催化能力、动力学、失活和控制酶合成的微生物群落响应。