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南京土壤研究所提出多营养级生物环调控土壤固碳新框架

2026-09-04 分享到：

土壤有机碳是陆地最大有机碳库，提升土壤固碳能力是缓解大气CO₂升高的重要途径。以往土壤固碳研究重点聚焦微生物碳泵（MCP），侧重微生物自身转化过程，忽略了原生动物、线虫等高营养级生物与土壤病毒及其相互作用对碳循环的调控作用。土壤动物捕食和病毒裂解宿主共同调控微生物的生死周转，改变了微生物残体的净积累量，从而影响颗粒有机碳和矿物结合态有机碳两大碳库的消长权衡。

基于此，中国工程院院士、中国科学院南京土壤研究所研究员张佳宝团队提出土壤多营养级生物环调控土壤固碳的新框架，并强调将土壤病毒纳入土壤食物网体系。在多营养级生物环中，土壤动物等高营养级生物通过自上而下捕食调控微生物群落结构，诱导胞外聚合物分泌，促进土壤团聚体形成，改变微生物残体与微生物生物量比值，直接影响土壤有机碳固存。土壤病毒通过裂解性和溶原性两种感染策略重塑宿主代谢过程，通过碳固定或者碳分解等辅助代谢基因调控微生物代谢通路，驱动土壤碳的固存或排放。由此提出了病毒介导的微生物碳泵（v-MCP）框架，用于描述病毒驱动下土壤微生物残体固存与激发效应的动态过程。文章进一步指出未来的研究应从多营养级生物环互作角度系统研究土壤碳循环的驱动机制，呼吁将土壤动物和病毒纳入土壤生物地球化学模型。

上述成果以“Impacts of multitrophic biological loop on soil carbon sequestration”为题发表在National Science Review期刊，南京土壤研究所副研究员周桂香为论文第一作者，张佳宝院士为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和土壤与农业可持续发展全国重点实验室重大项目等项目资助。

论文链接

多营养级生物环调控土壤固碳框架图