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文章亮点:

              （1）重金属胁迫下，土壤碳(C)和磷(P)限制了土壤微生物代谢；

              （2）重金属浓度的增加显著增加了微生物C限制；

              （3）重金属污染通过影响微生物代谢，增加土壤C的流失；

              （4）微生物代谢限制可作为评价重金属毒性的潜在指标；

重金属长期存在于土壤中，严重影响土壤质量。各种重金属污染物的共存导致生物毒性，从而改变微生物的活性。土壤微生物代谢在土壤生态系统养分循环和生化过程中起着重要作用。然而，重金属污染对土壤微生物代谢的影响尚不清楚。

本研究通过选取6个重金属污染梯度的铅锌矿区土壤，利用胞外酶化学计量学方法揭示土壤微生物代谢限制对重金属的响应，进而评价重金属污染对土壤养分循环的潜在影响。

结果表明，生态酶活性所反映的土壤微生物代谢对土壤重金属污染有显著的响应。

不同重金属水平下，土壤碳(C)和磷(P)的代谢受到限制，重金属浓度的增加显著提高了土壤微生物C限制，而对微生物P限制没有影响。

图  1.  重金属浓度梯度下矢量长度(A)和角度(B)的变化

微生物可以通过增加代谢能量的投入来抵抗重金属胁迫，从而诱导C的释放。在长期重金属胁迫下，微生物选择的能量代谢会增加土壤C的释放，不利于土壤C的固定。

图  2.  土壤理化性质、土壤重金属与微生物养分限制相关性热图

图  3.  PLI(污染负荷指数)与微生物C限制(A)和P限制(B)的关系

因此，本研究强调了生态酶化学计量法是评价重金属污染毒性及其对养分循环生态效应的一种有前景的方法。