气候调节和土壤固碳取决于微生物有效利用碳的能力。然而，在气候变化下，微生物碳利用效率（CUE）将如何变化，以及这种关系背后的机制，实际上仍然未知。在这里，我们进行了第一项大规模研究（636个采样点），将宏基因组学与跨越>30º纬度的大陆尺度调查以及新的18O-H2O示踪方法相结合，以研究气候和微生物特征在形成CUE中的作用。在寒冷潮湿气候的北方森林和高山森林/草原中测得较高的CUE，但在干旱气候的农田和沙漠草原中测到较低的CUE。气候通过改变微生物生命史策略直接或间接控制微生物CUE。具有富含鸟嘌呤和胞嘧啶基因组的微生物在干旱和碱性土壤中占主导地位，将更多的碳分配给养分获取和耐胁迫特性，以应对资源有限和压力大的环境，而牺牲生长产量。另外，通过室内梯度变温实验，证明：在气候变化背景下，微生物CUE对温度的响应为线性： 温带森林为负、热带森林为正，也就是说，在相应的“舒适”气候条件下，气候适应性微生物群落可能有能力减少土壤基质中的碳损失。总之，我们的研究结果预测了气候变化对微生物在土壤中捕获碳的能力的重要负反馈，这让人们对微生物在更干燥、更温暖的世界中捕获更多碳的能力产生了质疑。

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