土壤是最大的陆地碳（C）库，1米深度内含有约1500Pg的有机碳，在全球碳循环中起着关键作用（Jackson等人，2017年）。土壤碳库在碳输入和输出之间的微妙变化可能导致大气CO2浓度的显著变化，从而对陆地生态系统结构和功能产生深远影响。增强SOC的固存已被认为是缓解气候变化的最重要方法之一（Schmidt等人，2011年）。由于土壤微生物是碳生物地球化学过程的活跃媒介，其群落特征（如生物量、多样性、组成）决定了SOC的储存量。高多样性和复杂性的微生物群落使它们在SOC的形成和稳定中发挥关键作用（Bradford和Crowther，2013年；Xu等人，2021年）。
微生物分解代谢和合成代谢的产物称为微生物残体，紧密附着在土壤矿物表面，构成了与矿物相关的SOC的重要部分（Lavallee等人，2020年）。微生物残体碳（MNC）在土壤碳固存中的作用受到了广泛关注。越来越多的证据表明，MNC占SOC的50–80%（Cao等人，2023年；Liang等人，2019年），并对SOC的稳定性有显著贡献（Liu等人，2023年）。微生物群落的组成和种间相互作用决定了细胞死亡途径，从而可能成为MNC积累的关键决定因素（Chen等人，2018年；Yang等人，2022年）。例如，真菌产生的化合物具有比细菌产物更顽固的化学结构。与植物建立共生关系的菌根真菌可以直接从根部获取碳，从而提高土壤的碳固存能力（Li等人，2023年）。微生物多样性和群落组成与MNC积累密切相关（Yang等人，2025年）。因此，厘清微生物群落与MNC之间的关系对于提高土壤碳固存至关重要。许多研究阐明了微生物群落与SOC动态之间的关系（Li等人，2021年；He等人，2020年）。然而，这些研究主要集中在总SOC与微生物指标之间的关联上（Li等人，2021年）。微生物群落、MNC和SOC之间的复杂相互作用仍不完全清楚。
植被恢复在调节土壤碳动态中起着不可忽视的作用。不同类型的植被通过改变植物凋落物输入、根系分泌物和土壤微环境来影响土壤微生物群落的结构和功能（Bai等人，2022年；Guo等人，2020年）。由此产生的微生物群落变化会进一步影响MNC的分解和积累，最终调节土壤碳的固存潜力（Eichorst等人，2018年；Yang等人，2025年）。这一机制在生态脆弱地区进行植被恢复时尤为重要。以往关于MNC分布的研究主要比较了不同生态系统和广泛空间尺度上的驱动因素（Wang等人，2021年；Han等人，2023年），忽略了生态脆弱区域的特殊性（Shi等人，2018年）。此外，MNC的垂直分布也很重要，因为深层土壤在长期碳固存中起着关键作用（Button等人，2022年）。然而，许多研究仅关注表土中的MNC动态（Chen等人，2020年；Zhou等人，2024年），缺乏对底土的系统性观察。这需要全面评估不同植被类型和土壤深度下MNC对SOC的贡献及其潜在驱动因素。
红柳林煤矿位于中国陕西省北部黄土高原，处于Mu Us沙漠的东南边缘。该沙漠地区由于采矿活动的影响，生态环境十分脆弱。持续采矿导致许多地区塌陷，并伴随大量的土壤和水资源流失。这些过程破坏了原有的地表结构，减少了植被覆盖，加剧了环境恶化（Xiao等人，2020年）。原位植被恢复被认为是长期土壤生态系统恢复的关键策略（Ju等人，2024年）。在这种情况下，追踪土壤碳动态，特别是微生物驱动的碳固存和稳定，已成为评估生态系统恢复的重要方法。植被介导的土壤微生物群落变化、MNC积累和SOC稳定之间的具体关系在脆弱生态系统中尚未完全阐明。
本研究探讨了红柳林煤矿不同植被类型下0–100厘米土壤剖面中SOC各组分动态、MNC对SOC的贡献以及微生物群落的变化。研究旨在揭示长期植被恢复过程中植被类型和土壤深度对MNC积累的影响，以及土壤微生物群落的调节作用。我们假设：（1）MNC含量随植被类型的变化主要源于真菌残体碳（FNC）的变化，而非细菌残体碳（BNC）的变化，且MNC积累随土壤深度的增加而减少，这取决于微生物可利用底物的垂直分布；（2）MNC动态与土壤微生物群落，尤其是真菌群落之间存在密切关联。我们的结果有助于加深对沙漠采矿区植被恢复过程中微生物介导的SOC形成和稳定的理解。
