土地能“吃掉”二氧化碳 靠的是这种“操作”

二氧化碳四起，温室效应诡谲，“陆地君”愤然起身，欲救“大气妹子”于“乌烟瘴气”之中。为了帮助陆地君英雄救美，科学家们上下求索，探究陆地土壤固碳机理。

就在新旧派争论硝烟四起, 敢问路在何方的时候，来自中国科学院沈阳应用生态研究所的梁超研究员与美国加州大学 Joshua Schimel 教授以及美国阿贡国家实验室资深科学家 Julie Jastrow 在知名刊物 Nature Microbiology 上首创地提出了一个化干戈为玉帛的新理论体系，巧妙地囊括了两派观点，尽管只是假设性地提出观点，但该项理论的创新性足以掀起土壤碳固持机理研究的新热潮。

该理论体系以“土壤微生物碳泵”（Soil Microbial Carbon Pump）为核心，形象生动地表征并突出了微生物在土壤碳固存中所发挥的驱动作用。土壤的真细菌群落作为核心劳动力，将地上部分（茎、叶等）较容易分解的植物残体同化为自身的组分，外源的碳就这样被“泵”进了土壤中，经过一代又一代微生物的辛勤劳动，越来越多的外来植物碳就以微生物组分和代谢产物的形式融入土壤里。

另一方面，那些地上部分不太容易被分解的植物残体就需要微生物费一番功夫才能消受，这时微生物通过分泌酶来分解这些物质，得到的易于微生物吸收的小分子物质继续通过微生物碳泵历经“续埋效应”而融入并存储于土壤中，而那些仍然无法快速被分解的植物组分就如传统观点叙述的那样融入土壤。

未来，这个以“土壤微生物碳泵”为核心的土壤有机碳形成理论体系，将有助于我们通过微生物“体外修饰”和“体内周转”两条途径调控土壤有机碳化学组成，并且通过微生物“激发效应”和“续埋效应”调控土壤稳定有机碳库储量。此举对优化我国农田地力、发展低碳经济、增加气候谈判筹码和提升国际影响力具有重要战略意义。

为了防止世界被破坏，为了维护世界的和平，有了稳定而持续的固碳能力，自然有光明的明天在等待，陆地君英雄救美的愿望也指日可待啦！

通过以上的描述，我们不难发现，土壤微生物碳泵是易于被微生物利用的小分子物质融入土壤的必经之路，因为这条通路主要以微生物体内的同化作用为主，所以三位科学家将其称为“体内周转”( in vivoturnover )途径。对应地，那些短时间内不能经由微生物碳泵进行整合同化的植物残体，通过微生物分泌酶将其分解改造的过程被形象地定义为“体外修饰”(ex vivomodification )途径，两条途径巧妙地概括了外源碳在土壤中周转的过程。

微生物同化合成的碳由土壤微生物碳泵进入土壤并通过续埋效应而稳定于土壤碳库中。碳泵连接地上部分植被和地下部土壤，其主要组成部分用阴阳图形象表征了碳泵的动态运转，并体现了其动态的驱动者—真细菌群落。(图/朱雪峰)