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mLife | 陆海界面微生物驱动的有机碳循环:进展与综合研究框架

已有 333 次阅读 2026-6-22 19:46 |系统分类:论文交流

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厦门大学焦念志院士、汤凯教授、陈泉睿等的综述文章 “Microbially driven organic carbon cycling at the land−sea interface: Advances and an integrated study framework” 已在mLife期刊正式上线。文章系统梳理了河流、湿地/红树林、河口及陆架等陆海交汇带中,微生物介导的有机碳迁移、转化与保存过程,强调碳、氮、硫循环耦合及气候变化影响,并提出连接海洋MCP、土壤MCP与矿物结合碳泵的land-sea MCP综合框架,为解析陆海连续体碳汇形成机制和构建可量化研究体系提供了新的理论视角。

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文章聚焦陆海交汇带有机碳循环的微生物驱动机制,系统总结了河流、湿地/红树林、潮滩、河口及陆架等典型生态单元中的最新研究进展。陆海交汇带既接收陆源溶解有机碳和颗粒有机碳,也是微生物重塑有机质组成、调节有机碳源汇和影响温室气体释放的重要区域。文章指出,河流并非单纯的碳输送通道,而是具有强烈微生物转化作用的生物地球化学反应区;淡水微生物、光营养细菌、以及降解复杂多糖和芳香族化合物的功能类群,可在入海前显著改变陆源有机碳的活性、组成和输出形式。在红树林、潮滩和河口环境中,有机碳受到盐度、氧化还原梯度、沉积作用、矿物表面结合位点和微生物代谢等方式共同调控其转化过程,部分有机碳被矿物结合或沉积保存,部分被微生物转化为更稳定的惰性溶解有机碳,另有一部分通过呼吸、甲烷生成和氮硫循环耦合过程重新释放为温室气体。

文章的核心创新点在于提出land-sea MCP综合框架,将海洋微型生物碳泵、土壤微型生物碳泵和矿物结合碳泵整合到陆海连续体视角中(图1)。该框架突破了以往分别讨论海洋、土壤或沉积物碳保存机制的局限性,强调微生物代谢、残体形成、矿物吸附、溶解有机碳重组和横向输运之间的连续作用。文章进一步提出,可通过碳利用效率和细菌生长效率等可量化指标,将微生物碳分配过程与长期碳保存结果联系起来,从而为评估陆海交汇带碳汇效率提供可操作的研究路径。未来研究需要重点解决三个问题:一是陆源微生物残体在矿物结合、溶解输出和快速再矿化之间的分配;二是淡水到海水转换过程中矿物表面、盐度和氧化还原条件如何影响有机碳稳定性;三是极端事件和人类活动如何改变水动力、沉积过程和微生物代谢通量。总体而言,该综述为理解陆海交汇带微生物碳转化机制、完善蓝碳评估和构建跨生态系统碳循环模型提供了新的理论框架。

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图1. 微型生物碳泵(MCP)概念发展的关键里程碑:从起源于海洋研究,逐步发展为陆海一体化的MCP理论体系,该体系连通不同生态系统中的海洋MCP、土壤MCP与矿物碳泵(MnCP)。

用本论文:

ChenQ, TangK, HeZ, LiM, YangJ, ZhaiW, et al. Microbially driven organic carbon cycling at the land−sea interface: Advances and an integrated study framework. mLife. 2026;1–14. 

原文链接:https://doi.org/10.1002/mlf2.70082

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mLife 期刊简介   

mLife是由中国科学院主管、中国科学院微生物研究所主办(中国微生物学会为合作单位)的我国微生物学领域第一本综合性高起点英文期刊。mLife瞄准全球微生物学领域高水平科研成果和前沿进展,报道内容覆盖微生物学各个学科。mLife的办刊目标是打造微生物学领域综合性国际旗舰期刊。目前,mLife已被国内外重要数据库ESCI、PubMed、Scopus、CSCD、DOAJ、CAS、中国科技核心期刊等收录。mLife 2024年度JCR影响因子为4.5,位于微生物学科Q1区。

期刊网站:

http://mlife.im.ac.cn/

https://wileyonlinelibrary.com/journal/mLife

https://www.sciopen.com/journal/2097-1699

投稿网站:

https://mc.manuscriptcentral.com/mlife



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