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刘纪化教授团队揭示升温背景下微生物驱动的有机碳变化机制

发布日期:2025年10月20日 点击次数:

近日,山东大学刘纪化教授团队在近海生态系统中微生物驱动的有机碳变化领域取得新进展。相关成果以“Temperature Thresholds Govern Microbial-Mediated Dissolved OrganicCarbon Dynamics in Coastal Ecosystems”为题在Advanced Science(中科院一区TOP,IF=14.1)期刊发表,山东大学董俊夫副研究员为该论文第一作者,石拓教授、刘纪化教授为共同通讯作者,山东大学为第一作者和唯一通讯作者单位。

近海生态系统是链接陆地和海洋的过渡区域,以全球约7%的海洋面积贡献25%的海洋初级生产力。在全球变暖背景下,理解温度变化对近海微生物转化溶解有机碳的动态规律,对于预测未来碳源汇格局至关重要。

该研究设计了长周期增温模拟实验,结果发现,自7.6℃至35.9℃范围的持续升温过程,溶解有机碳消长存在三个温度阈值,分别为15.6℃、24.6℃和29.9℃。当温度低于15.6℃时,嗜冷微生物是溶解有机碳周转的主要驱动力,此时其化学元素组成丰度最高;此后至24.6℃,耐热微生物逐渐主导溶解有机碳的降解;当温度高于24.6℃时,嗜热微生物转为主力,成为溶解有机碳降解转化的主要驱动者。共现性网络分析进一步揭示了溶解有机碳与微生物之间的多维“资源-消费者-排泄物”关系,体现了微型生物碳泵(MCP)驱动有机碳动态转化的高度复杂性。该研究揭示了近海微型生物碳泵降解有机碳具有温度依赖的非线性特征,这将为全球变暖背景下近海碳汇潜力评估和模型参数设定提供理论支撑。

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该研究得到了国家自然科学基金、海洋负排放国际大科学计划(ONCE)和泰山学者特聘计划等项目支持。

文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.202511348

【作者:董俊夫摄影:来源:海洋研究院责任编辑:王佳闻 毕靖舒 李江波】