土壤胞外酶化学计量能够反映土壤微生物群落的养分需求和利用能力，通过控制根系和植物残体的输入（DIRT）探究其如何影响土壤微生物营养限制状况，对评估高山森林生态系统中土壤养分的可用性和微生物养分限制具有重要意义。

2024年1月3日，我院贡璐教授课题组在环境科学与生态学1区期刊Science of The Total Environment上发表题为“Soil extracellular enzyme stoichiometry reveals the nutrient limitations in soil microbial metabolism under different carbon input manipulations”的研究论文，分析了外源性有机质输入下土壤微生物的养分限制特征，论文第一作者为博士研究生拍丽扎提·阿白。

该研究依据4年的田间控制实验，分析不同凋落物和根系处理（对照（CK）、加倍凋落物投入（DL）、凋落物去除（NL）、根系清除（NR）以及去除凋落物和根系（NI））对0-10 cm和10-20 cm土层土壤胞外酶活性及其化学计量比的影响，利用胞外酶的矢量特征探究微生物代谢限制情况，并通过冗余分析和偏最小二乘路径（PLSM-PM）模型探讨影响土壤微生物代谢的养分限制的主要驱动因素。研究发现DL处理下BG、CBH、NAG和LAP酶活性最高，NR处理下最低，除LAP酶活性在NI处理下活性最低。与P循环相关的AP则在NR处理下活性最高。此外，不同碳输入方式不改变原有的养分限制模式。微生物养分代谢限制中对微生物C限制影响最大的是土壤SWC和pH；对微生物N限制影响最大的是土壤总营养物质含量。

图1  碳氮获取酶与碳磷获取酶相对比例的生态酶化学计量(a)、矢量长度(b)和角度(c)的变化特征与关系(d)

图2  采用偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析影响微生物C-(a)和N-(c)代谢限制的可能途径

该研究为评估外源性有机质输入改变条件下温带森林生态系统碳、氮、磷的动态及养分循环过程提供了基础，有助于了解全球环境变化对土壤生物地球化学循环过程的影响。

文章DOI：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169793