GCB | 南京林业大学阮宏华团队:蚯蚓通过微生物-矿物稳定过程增加全球土壤碳固存
近日，南京林业大学生态与环境学院阮宏华教授团队，联合国内外多家研究单位，在全球变化领域国际权威期刊《Global Change Biology》（影响因子12.1，一区 Top 5）发表题为"Earthworms Enhance Global Soil Carbon Storage ThroughMicrobial–Mineral Stabilization"（蚯蚓通过微生物-矿物稳定过程增加全球土壤碳固存）的研究论文。蚯蚓在全球碳循环中扮演着双重角色：它们既能加速有机质分解，又能促进土壤有机碳（SOC）的固存。然而，关于蚯蚓同时影响SOC矿化与稳定性的机制仍不确定。研究验证了三个假设：（1）持续的植物源碳输入使蚯蚓能够同时促进微生物呼吸和土壤有机碳的储存，这一过程主要通过增加矿物结合态有机碳（MAOC）和土壤团聚体形成；（2）这一稳定效应受蚯蚓功能型的调控：其中内栖型蚯蚓主要促进MAOC形成与团聚体稳定，而表栖型蚯蚓则更显著影响有机质的分解；（3）蚯蚓对SOC的影响程度受蚯蚓来源、生态系统类型与气候条件等因素的系统性调控，其中植物持续输入、微生物-矿物相互作用条件适宜的环境中，蚯蚓的碳稳定化效应更强。通过系统验证这些假设，本研究明确了蚯蚓在全球土壤碳循环中的核心作用，强调需将蚯蚓功能性状、碳输入动态纳入地球系统模型和气候智慧型土地管理策略中，这对推动基于自然的气候解决方案具有重要意义。研究发现：蚯蚓平均使SOC增加5.4%（2.2%–9.1%），且在持续的植物源碳输入条件下，这种效应会随时间推移而增强。蚯蚓使矿物结合态有机碳（MAOC）增加21.2%，而颗粒态有机碳（POC）则无显著变化。蚯蚓对土壤有机碳的净效应取决于碳输入量和时间因素。这种净效应源于碳优先积累在矿物结合态有机碳（MAOC）中，而非颗粒态有机碳（POC），这与蚯蚓促进土壤团聚体形成、增强碳稳定性的作用密切相关。图1 蚯蚓作为土壤碳循环中条件性生态系统工程师的概念框架图：其对土壤有机碳（SOC）动态的影响受植物来源碳输入及时间尺度共同调控图2 噬蚯蚓对土壤有机碳、微生物特性及土壤物理结构的影响（左）；蚯蚓对SOC及微生物过程的影响取决于植物输入类型（右）南京林业大学为第一完成单位，生态与环境学院博士毕业生李媛媛和博士后寥家辉为共同第一作者。阮宏华教授、加拿大雷克海德大学Han Y. H. Chen教授和江苏农科院研究员、我校兼职教授邹晓明为论文共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划项目（2021YFD2200403，2023YFD2200404）及国家自然科学基金（No. 32101339, 32071594, 32071832）等项目的支助。论文链接:
https://doi.org/10.1111/gcb.70815
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