冻原沼泽微地形差异下酶动力学调控土壤有机碳分解温度敏感性(Q10)的机制研究

来自中国大兴安岭的研究团队针对北方泥炭地碳-气候反馈预测的瓶颈问题，通过分析丘-洼微地形中土壤酶动力学参数(Vmax/Km/Kcat)与温度敏感性(Q10)的关系，发现丘状区β-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(AP)的催化效率及磷含量更高，其SOC分解Q10(3.5)显著高于洼地区(1.5)，为预测气候变暖背景下微生物介导的碳矿化提供了新指标。

　　

在神秘的北方泥炭地里，土壤碳库的命运竟被微小的丘洼地形所左右！科学家们深入大兴安岭冻原沼泽，揭开了酶动力学操控土壤有机碳(SOC)分解温度敏感性(Q₁₀)的奥秘。数据显示：洼地区的酶反应极限速度(V_max)和米氏常数(K_m)普遍高于丘状区，而不同深度酶催化效率(K_cat)的"地形偏好"却充满戏剧性——表层土壤中β-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(AP)在洼地更高效，但4-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAG)却在丘状区表现更佳。

当温度升高时，酶参数集体"躁动"：除NAG的K_m外，所有动力学指标均显著上升。最令人惊叹的是丘状区酶活性的温度敏感性(Q₁₀)始终高于洼地，V_max的Q₁₀在丘洼间分别达到2.22 vs 2.12，而SOC分解的Q₁₀差异更为悬殊(3.5 vs 1.5)。研究还捕捉到V_max与K_m的"相爱相杀"——它们正相关的变化暗示温度升高时底物亲和力下降可能抵消反应速率的提升。

最终，总磷含量和NAG/AP的Q₁₀-V_max被确认为预测SOC分解温度敏感性的黄金指标。这些发现如同为冻原碳循环装上了"显微镜"，揭示丘状区凭借更高的磷储备和水解酶温度敏感性，将在气候变暖背景下成为碳矿化的"热点区域"。