Abstract. Microbial processes are one of the key factors driving carbon (C) and nutrient cycling in terrestrial ecosystems, and are strongly driven by the equilibrium between resource availability and demand. In deeply weathered tropical rainforest soils of Africa, it remains unclear whether patterns of microbial processes differ between soils developed from geochemically contrasting parent materials. Here we show that resource availability across soil depths and regions from mafic to felsic geochemistry shape patterns of soil microbial processes. During a 120-day incubation experiment, we found that microbial biomass C and extracellular enzyme activity were highest in the mafic region. Microbial C limitation was highest in the mixed sedimentary region and lowest in the felsic region, which we propose is related to the strength of contrasting C stabilization mechanisms and varying C quality. None of the investigated regions and soil depths showed signs of nitrogen (N) limitation for microbial processes. Microbial phosphorus (P) limitation increased with soil depth but was similar across geochemical regions, indicating that subsoils in the investigated soils were depleted in rock-derived nutrients and are therefore dependent on efficient biological recycling of nutrients. Microbial C limitation was lowest in subsoils, indicating that subsoil microbes can significantly participate in C cycling and limit C storage if increased oxygen availability is prevalent. Using multivariable regressions, we demonstrate that microbial biomass C normalized to soil organic C content (MBC_SOC) is controlled by soil geochemistry and substrate quality, while microbial biomass C normalized to soil weight (MBC_Soil) is predominantly driven by resource distribution. We conclude that due to differences in resource availability, microbial processes in deeply weathered tropical rainforest soils greatly vary across geochemical regions which must be considered when assessing soil microbial processes in organic matter turnover models.

中文翻译：

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热带雨林土壤中母体和土壤深度对微生物过程的影响

摘要。微生物过程是驱动陆地生态系统中碳（C）和养分循环的关键因素之一，并且受资源可利用量和需求之间的平衡的强烈驱动。在非洲风化较深的热带雨林土壤中，由地球化学对比的母体材料发育的土壤之间的微生物过程模式是否不同尚不清楚。在这里，我们显示了从镁铁质到长英质地球化学形状的土壤微生物过程，贯穿土壤深度和区域的资源可用性。在一个为期120天的温育实验中，我们发现镁铁质区域的微生物生物量C和细胞外酶活性最高。微生物碳限制在混合沉积区最高，在长英质区最低，我们提出的这与对比C稳定机制和变化C质量的强度有关。没有调查的区域和土壤深度显示出微生物过程中氮（N）限制的迹象。微生物磷（P）的限制随土壤深度的增加而增加，但在地球化学区域之间相似，这表明研究土壤中的底土中岩石衍生的养分被消耗掉，因此依赖于养分的有效生物循环。在土壤中微生物碳的限制最低，这表明如果普遍增加氧气的利用，则土壤中的微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC 没有一个研究区域和土壤深度显示出微生物过程中氮（N）限制的迹象。微生物磷（P）的限制随土壤深度的增加而增加，但在地球化学区域之间相似，这表明研究土壤中的底土中岩石衍生的养分被消耗掉，因此依赖于养分的有效生物循环。在土壤中微生物碳的限制最低，这表明如果普遍增加氧气的利用，则土壤中的微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC 没有调查的区域和土壤深度显示出微生物过程中氮（N）限制的迹象。微生物磷（P）的限制随土壤深度的增加而增加，但在地球化学区域之间相似，这表明研究土壤中的底土中岩石衍生的养分被消耗掉，因此依赖于养分的有效生物循环。在土壤中微生物碳的限制最低，这表明如果普遍增加氧气的利用，则土壤中的微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC 微生物磷（P）的限制随土壤深度的增加而增加，但在地球化学区域之间相似，这表明研究土壤中的底土中岩石衍生的养分被消耗掉，因此依赖于养分的有效生物循环。在土壤中微生物碳的限制最低，这表明如果普遍增加氧气的利用，则土壤中的微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC 微生物磷（P）的限制随土壤深度的增加而增加，但在地球化学区域之间相似，这表明研究土壤中的底土中岩石衍生的养分被消耗掉，因此依赖于养分的有效生物循环。在土壤中微生物的碳限制最低，这表明如果普遍增加氧气的利用，则土壤中的微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC 这表明如果普遍增加氧气的利用量，地下土壤微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC 这表明如果普遍增加氧气的利用量，地下土壤微生物可以显着参与碳循环并限制碳的储存。使用多元回归分析，我们证明了将微生物生物量C归一化为土壤有机碳含量（MBC_SOC）由土壤地球化学和基质质量控制，而归一化为土壤重量的微生物生物量C（MBC _Soil）主要由资源分布驱动。我们得出结论，由于资源可用性的差异，深部风化的热带雨林土壤中的微生物过程在地球化学区域之间存在很大差异，在评估有机质转换模型中的土壤微生物过程时必须考虑这些因素。