微生物ネットワークの再構築が温暖化による土壌炭素排出を抑制(New Study Reveals Microbial Network Restructuring Mitigates Long-Term Soil Carbon Emissions from Warming)

2025-11-13 中国科学院(CAS)

中国科学院・華南植物園の研究チームは、亜熱帯林土壌を10年間加温する実験を行い、土壌微生物群集が温暖化に適応して炭素放出量の増加を抑制する仕組みを発見した。初期には加温によって微生物呼吸が増え炭素放出が加速するが、長期的には微生物群集が再編成され、安定したネットワークを形成することで炭素利用効率(CUE)が向上し、炭素放出量が元の水準に近づくことが示された。多様性の変化ではなく、K戦略的で成長の遅い効率的な微生物が優勢化してネットワークが安定化する点が鍵である。これにより気候モデルが想定する土壌炭素損失量を過大評価している可能性が示され、モデルへの微生物ネットワーク動態の組み込みが必要とされる。また、森林管理において微生物安定性を高める手法が気候変動へのレジリエンス向上に寄与する可能性も示唆された。ただし、この緩衝力には限界があり、熱帯低地や強い干ばつ条件では機能が弱まる恐れがある。

微生物ネットワークの再構築が温暖化による土壌炭素排出を抑制(New Study Reveals Microbial Network Restructuring Mitigates Long-Term Soil Carbon Emissions from Warming)
Diagram of the thermal adjustment mechanism of soil microbial carbon metabolism under long-term warming. (Image by LIU Juxiu et al)

<関連情報>

Robust microbial interactions, not diversity, dominate metabolic thermal adjustment following decadal warming in a subtropical forest

Xujun Liu, Shu-Yi-Dan Zhou, Peter B. Reich, Zhiyang Lie, […] , and Junhua Yan
Nature Advances  Published:12 Nov 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adz3747

Abstract

Limited understanding of microbial metabolism under long-term warming, especially in (sub)tropical forests, impedes accurate predictions of carbon-climate feedbacks. Microbial carbon use efficiency (CUE, the partitioning of metabolized carbon for microbial growth) is crucial to the fate of soil carbon, but how it changes with warming remains unknown. Here, in contrast to the often hypothesized negative temperature dependence of microbial CUE, we observed a positive microbial CUE-temperature relationship after a decade of modest ecosystem-level warming (+1.0° and +2.1°C) in subtropical China. The warmed microbial community shifted toward more K-strategists, and the increased network stability drove metabolic thermal adjustments. These thermal adjustments resulted in homeostasis, such that warmed soils did not differ from unwarmed (+0°C) soils in microbial respiration and growth, weakening the initially stimulated carbon decomposition. These results suggest that warming-induced soil-plant system imbalance can recover to a prewarming steady state within a few seasons, mitigating predicted increases in soil carbon losses.

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