凍結融解サイクルに対する土壌炭素放出の応答：地域および全球スケールでの炭素利用可能性による調節

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides mechanistic understanding that FTC-induced CO2 release is controlled by carbon availability, not microbial shifts, improving permafrost carbon models.

🏛政策担当者:Highlights the importance of permafrost carbon feedback in climate projections, which should be considered in long-term climate targets and adaptation planning.

抄録 土壌の凍結融解サイクル（FTCs）は中緯度から高緯度、および高高度地域に広く分布しており、特に永久凍土域ではその頻度が高く、土壌炭素放出を促進し、気候温暖化を加速させる可能性がある。しかし、地域スケールにおける土壌炭素放出のFTCsへの応答とその決定要因は、直接的な実験的証拠の欠如により不明のままである。ここでは、チベット永久凍土域を横断する1000kmのトランセクトに沿って採取した表層土壌試料に基づき、凍結融解マイクロコズム実験（1日凍結と3日融解の5サイクル）を実施し、FTCs誘発性の土壌二酸化炭素（CO 2 ）放出のパターンと予測因子を調査した。結果は、FTCsが全サイクルにわたり、融解のみの対照と比較して土壌CO 2 放出を20% ± 2%有意に増加させることを示した。この応答は主に微生物特性ではなく土壌炭素利用可能性によって駆動された。炭素利用可能性が高い土壌、すなわち初期（FTCs前）の土壌有機炭素含有量が大きく鉱物保護炭素が少ないこと、および融解後の溶存有機炭素の増加が大きいことによって示される土壌は、FTCs下でより多くのCO 2 を放出した。このような炭素利用可能性の影響は、全球スケールでもさらに確認された。FTCsは微生物群集構造を変化させ、特にr戦略者の割合の増加をもたらしたが、微生物特性はCO 2 放出に及ぼす影響は小さかった。これらの結果は、CO 2 放出のFTCsへの応答に影響を与える土壌炭素利用可能性の重要な役割を実証しており、永久凍土の炭素‐気候フィードバックをより良く予測するために、基質利用可能性に関連するパルス状CO 2 放出をモデルが明示的に特徴付ける必要性を強調している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

ABSTRACT Soil freeze–thaw cycles (FTCs) are widespread across mid‐ to high‐latitude and high‐altitude regions, with particularly high frequency in permafrost areas where they can enhance soil carbon release and potentially accelerate climate warming. However, the response of soil carbon release to FTCs and its determinants at the regional scale remain unclear due to the lack of direct experimental evidence. Here, based on topsoil samples along a 1000‐km transect across the Tibetan permafrost region, we conducted a freeze–thaw microcosm experiment (5 cycles of 1‐day freezing and 3‐day thawing) to investigate patterns and predictors of FTC‐induced soil carbon dioxide (CO 2 ) release. The results revealed that FTCs significantly increased soil CO 2 release by 20% ± 2% relative to the thaw‐only control across all cycles. This response was primarily driven by soil carbon availability rather than microbial properties. Soils with higher carbon availability, as indicated by initially (prior to FTCs) larger soil organic carbon content and less mineral‐protected carbon, as well as greater post‐thaw increases in dissolved organic carbon, released more CO 2 under FTCs. Such an effect of carbon availability was further confirmed at the global scale. Although FTCs altered the microbial community composition, notably leading to an increase in the proportion of r ‐strategists, microbial properties played a minor role in influencing the CO 2 release. These results demonstrate the crucial role of soil carbon availability in affecting responses of CO 2 release to FTCs, highlighting the need for models to explicitly characterize pulsed CO 2 release associated with substrate availability to better predict permafrost carbon‐climate feedback.

• openalex https://doi.org/10.1111/gcb.70991first seen 2026-07-09 05:22:54