20世纪80年代以来，全球温度逐年升高，气候变暖已然成为当今世界各国最为关心的环境问题之一。气候变暖不仅影响生态系统的碳输入和输出，也会对生态系统中各类微生物的活性造成影响。土壤作为陆地生态系统中最大的活跃碳库，全球变暖导致的微生物活性增加会使得其对土壤有机质分解加速，导致更多的CO2排放到大气中。因此，土壤碳库对气候变暖的正向反馈会对未来全球气候变化的方向和程度产生长远的影响。
土壤有机质分解速率会随温度上升而加快，其对温度的响应一般通过有机质分解的温度敏感性（Q10，指温度每上升10℃，土壤呼吸速率增加的倍数）来衡量。研究一般认为温度敏感性首先取决于土壤有机质的质量，也就是有机质复杂程度，认为越难分解的有机质对增温的响应越强烈。但与此同时，温度敏感性作为酶促反应的一种，也会受到参加反应的底物浓度（碳可利用性）的影响。
近期，中国科学院植物研究所韩兴国课题组通过理论数据模拟发现，有机质分解的温度敏感性与底物浓度对数之间呈现出逻辑斯蒂函数式的非线性变化，但这种变化趋势需要底物浓度的范围足够大才能展现。为了验证这一变化规律，研究人员找到了碳有效性差异较大的内蒙古第四纪古土壤作为实验材料来开展温度敏感性随底物浓度变化规律及其机制的研究。
该古土壤剖面形成于距今500-6900年前，在长期的历史掩埋过程中，形成了天然的碳有效性梯度。样品采集完成后，研究人员首先通过对古土壤序列的物理保护、化学结构组成等分析发现，其碳可利用性确实随土壤年龄快速下降。研究人员对该实验材料进行室内培养并发现，有机质分解温度敏感性随土壤年龄呈现非线性下降趋势，直至1150年之后保持不变。
研究人员通过多元分析发现，碳可利用性是导致Q10随土壤年龄非线性下降最主要的因素，并且碳可利用性的下降主要来自于土壤团聚体的物理保护和矿物的吸附。研究人员通过主成分分析整合出一个碳可利用性指数（C availability index），并很好地重现了理论模拟中Q10和[S]的非线性关系。
在全球变暖的大背景下，土壤有机质对增温的响应主要取决于其中的碳可利用性的变化。在碳可利用性相对较高的生态系统中，土壤碳库对气候变暖的响应更为敏感，且主要受到其自身化学结构差异的影响，这部分碳在将来气候变暖背景下更加“活跃”。而碳可利用性低的土壤碳库对气候变暖的响应表现较为“迟钝”，可以更好地应对未来气候变暖背景下的碳损失，这部分土壤有机碳将会成为未来重要的碳汇。