大气氮沉降是影响森林生态系统碳氮循环的重要全球变化因子。土壤微生物胞外聚合物（Extracellular polymeric substances，EPS）是微生物在生长代谢过程中分泌到胞外的高分子聚合物，主要由多糖和蛋白质等组分构成，在维持微生物生存环境、促进土壤团聚体形成和稳定土壤有机碳等方面发挥着重要的生态功能。然而，长期氮沉降如何影响森林土壤EPS积累，目前相关的研究仍较为有限，尤其是微生物生理调节及根系—菌丝输入在其中发挥的作用尚不明确。
针对上述科学问题，研究人员依托福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站建立的亚热带米槠（Castanopsis carlesii）天然林长期模拟氮沉降实验平台，设置对照、低氮和高氮3个处理水平（0、40和80 kg N ha⁻¹ yr⁻¹）。在此基础上，利用不同孔径的内生长芯设置根系—菌丝进入与排除处理，系统评估了长期氮添加对土壤EPS积累及其相对于微生物生物量变化的影响，并探讨了微生物生理特征与EPS变化的关系以及根系—菌丝输入对上述过程的潜在调节作用。
研究发现，长期氮添加显著改变了土壤EPS的积累特征。与对照相比，低氮添加使多糖和总EPS含量分别降低24%和20%，而高氮添加对EPS含量无显著影响，这一变化与微生物生物量下降密切相关。与之相反，氮添加显著提高了单位微生物生物量对应的EPS含量（EPS/MBC），且高氮处理下增幅最大，并与微生物碳利用效率降低及胞外酶活性变化密切相关。而根系—菌丝处理对EPS含量及EPS/MBC均无显著影响。研究进一步估算发现， EPS来源碳（EPS-C）约占土壤有机碳（SOC）的0.3%～0.5%，其相对贡献在低氮添加下显著降低。
上述研究成果揭示了长期氮沉降下土壤EPS绝对含量与单位微生物生物量EPS积累的差异化响应，强调了微生物生物量及生理调节在EPS动态变化中的重要作用，为深入理解氮沉降背景下微生物胞外碳库的变化及其与土壤有机碳循环的关系提供了新的科学依据。
图1氮添加与根系—菌丝处理对微生物生物量碳标准化EPS比值（EPS/MBC）的影响
相关研究成果以“Nitrogen deposition alters extracellular polymeric substances accumulation through microbial physiological adjustments in subtropical forest soils”为题，于2026年9月6日在线发表于国际土壤学期刊《Geoderma》。我院2024级硕士研究生赖奉萍为论文第一作者，刘小飞正高级实验师和郭剑芬教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32571865、32192433）、福建省科技厅公益类项目（2025R1041）及国家野外科学观测研究站相关平台补助经费（2023L5012）等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2026.118023
