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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。

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。

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)。
引用本论文:
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

第一作者
陈泉睿 博士后
作者单位:厦门大学
作者简介:博士后。主要从事海洋微生物生态与生物地球化学研究,关注陆海交汇带有机碳转化、海洋脱氧下的微生物代谢、气候变化下的微型生物碳泵及海洋负排放机制,已发表同行评议论文30余篇。

通讯作者
汤凯 教授
作者单位:厦门大学
作者简介:教授、博士生导师,福建省海洋碳汇重点实验室负责人。长期从事微生物海洋学研究,聚焦藻菌互作、藻源有机硫转化及海洋碳硫耦合循环。

通讯作者
焦念志 教授
作者单位:厦门大学
作者简介:教授、博士生导师,中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国微生物科学院院士。长期从事海洋微生物生态与全球变化研究,提出微型生物碳泵理论,Global-ONCE大科学计划首席科学家。

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