作者：Emma Rocke*, Rob Knight, Guilia Ghisleni, Tim McAllister, Alice Ortmann, Antonia Bruno, Diego J. Jimenez, Jian Xu

01 论文信息

论文信息

Emma Rocke, Rob Knight, Guilia Ghisleni, Tim McAllister, Alice Ortmann, Antonia Bruno, Diego J. Jimenez and Jian Xu. Microbiomes for a Stable Planet: Embedding Microbial Processes in Global Climate Action[J].Green Carbon, 2026.

论文网址

https://doi.org/10.1016/j.greenca.2026.01.001

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Microbiomes for a stable planet: Embedding microbial processes in global climate action

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Green Carbon文章丨地球守望者：微生物组赋能全球气候行动

02 背景简介

气候变化深刻影响全球生态系统稳定与人类可持续发展。微生物作为地球隐形的“气候工程师”，驱动碳、氮、甲烷等关键生物地球化学循环，调控主要碳汇系统的温室气体通量，是维持地球宜居性的核心力量。然而其价值长期被气候治理体系忽视，现有减缓和生态修复框架未纳入微生物作用，“同一健康”理念落地也缺失微生物基础，造成政策衔接壁垒。

当前地球系统模型多将微生物过程视为静态“黑箱”，难以精准刻画其动态反馈，气候预测存在较大不确定性。随着高通量测序、单细胞分析、数据互通等技术发展，将微生物科学融入气候行动已具备条件。

开普敦大学Emma Rocke、加州大学圣地亚哥分校Rob Knight及中国科学院青岛生物能源与过程研究所徐健（世界微生物组伙伴联盟（WMP）环境与气候变化工作组（WG-F）的联合主席（co-chairs））与其他多国学者联合于Green Carbon发表题为“Microbiomes for a Stable Planet: Embedding Microbial Processes in Global Climate Action”前瞻性论文，系统回顾微生物组与气候变化领域的研究进展，阐述了WG-F在巴黎WMP首届峰会上发布的《2025–2027微生物组与气候路线图》，为将微生物过程全面纳入全球气候治理、提升气候行动科学性与有效性提供了清晰框架与实施路径。

03 文章简介

文章聚焦微生物组对全球气候稳定的重要价值，系统解读WMP环境与气候变化路线图，明确将微生物过程纳入气候治理的核心框架。微生物是驱动生物地球化学循环、调控温室气体通量的“隐形气候工程师”，但长期被气候政策与地球系统模型忽视。本文提出三大优先方向：将微生物过程纳入全球气候核算、构建互联互通的全球微生物观测网络、将微生物组应用于生态修复建设，并倡导公平共治与数据共享，推动微生物科研成果转化为气候治理实践。

图1. 世界微生物组伙伴关系（WMP）行动倡议及面向微生物组深度参与型未来的三大优先方向（图片内涵：以“手”象征微生物组，托举地球，旨在唤起人们对微生物组在实现可持续未来中核心作用的认知）

三大优先行动方向

1. 纳入全球气候核算。推动联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）、《联合国气候变化框架公约（UNFCCC）》在陆地、淡水、海洋及农林系统的温室气体清单与碳预算中纳入微生物转化过程，利用微生物指标提升碳汇项目的准确性，助力农业、海洋与土地利用绿色政策制定。

2. 共建全球微生物观测网络。统一标准与数据接口进而打通现有观测网络，结合单细胞分析、原位探测等新技术，遵循 CARE 原则，保障发展中国家参与权、数据主权与成果共享。

3. 赋能生态修复建设。依托微生物群落互作调控生态系统稳定性，助力蓝碳、土壤碳汇、再野化建设，同步提升碳固持能力与社会生态双重效益。

公平治理与政策衔接

全文以公平共建、能力建设、公正转型为主线，着力破解全球科研资源与数据权属不均难题。建议依托COP30及《巴黎协定》全球盘点契机，将微生物相关指标纳入 UNFCCC、《生物多样性公约（CBD）》、生物多样性和生态系统服务政府间科学政策平台（IPBES）等国际框架及各国气候自主贡献体系，完善全球微生物治理格局。

联合治理、数据标准与重大科技计划

文章提倡区域自主管理、全球协同标准的联合治理模式，以FAIR+CARE原则规范数据共享与权益分配。统筹整合陆海空多圈层微生物观测资源，通过启动“单细胞原位代谢图谱（iMAPS）国际科学计划”等具体行动方案，以单细胞精度、活体功能靶向的技术优势，支撑微生物组功能的全球标准化观测与数据整合。

同时，文章明确提出6W数据集标准，即Who（物种组成）、What（代谢功能）、Why（调控机制）、When（时间）、Where（空间）、Wealth（活菌资源），为生态预警、修复与可持续生物创新提供统一、可比对的科学依据。

图2. 从微生物组观测到服务政策落地的行动路径。整合陆、淡水、海洋分布式观测与多组学数据，经标准化分析保障结果可溯源；采用属地所有、全球协同的治理模式，将微生物数据转化为气候行动、生物多样性保护、粮食安全及生态修复的政策量化指标

总结与展望

本文系统提出将微生物组纳入全球气候行动的路线图，明确三大科学优先方向，倡导以FAIR+CARE原则实现公平治理。未来应依托COP30与WMP框架，搭建互通数据基础设施，推行6W数据集标准，并借助iMAPS等国际合作深化技术应用。将微生物过程全面融入气候政策与生态修复，可显著提升气候行动效能，助力构建稳定、公正的气候未来。

04 作者简介

Emma Rocke 研究员

Emma Rocke，南非开普敦大学海洋与南极创新可持续研究中心（MARiS）研究员，长期深耕海洋微生物组与全球气候变化交叉领域，牵头推动WMP环境与气候变化方向研究，致力于将微生物过程纳入国际气候治理框架，是全球微生物组气候行动路线图核心发起者。

Rob Knight 教授

Rob Knight，美国加州大学圣地亚哥分校教授，微生物组创新中心主任，国际微生物组研究领域权威学者，在人类、环境微生物组大数据与跨尺度整合研究方面贡献突出，推动微生物组科学从基础研究走向全球公共健康与生态治理应用。

徐健 研究员

徐健，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员、单细胞中心主任，国家杰出青年基金获得者，我国微生物组单细胞技术开拓者。首创拉曼组、元拉曼组等单细胞代谢表型组学技术，研制系列国际首台套单细胞分析科学仪器，在微生物组功能探测、生态监控与生物资源挖掘领域成果显著，为全球微生物组观测网络建设提供关键仪器支撑。

05 Green Carbon

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