华南植物园发现蚯蚓促进土壤碳净固存机制

　　土壤生物对全球变化的响应和反馈是生态学的前沿和难点。蚯蚓作为“生态系统的工程师”，其在生态系统碳循环中的贡献却一直众说纷纭。已有的研究结果表明：蚯蚓既能促进碳矿化，又能提高土壤碳稳定性，结果似乎相互矛盾。不过，由于碳矿化更容易被观测到，蚯蚓促进碳矿化的观点得到多数实验的支持。事实上，“碳矿化”与“碳稳定”是同一过程的两个方面，会协同变化，只关注任何一方都无法确定蚯蚓是否促进碳的净固存。也就是说，蚯蚓是否促进碳固存，应该由蚯蚓对“碳矿化-碳稳定”平衡的影响决定。

　　为此，中国科学院华南植物园张卫信和傅声雷等科研人员提出了碳固存系数(Sequestration quotient, SQ)的概念，以量化蚯蚓对净碳固存的贡献。经过研究发现：蚯蚓加快了碳的活化过程，进而同时促进了“碳矿化”和“碳稳定”，但是后者增强的幅度远高于前者，即蚯蚓可以通过对“碳稳定”和“碳矿化”的不对等促进而有利于碳的净固存。重要的是，蚯蚓对土壤CO2通量及碳净固存的影响都可以通过比较碳固存系数(SQ)在有蚯蚓和无蚯蚓系统中的取值来预测(见附图)。此项工作，为蚯蚓对陆地生态系统碳循环贡献的量化研究建立了初步的理论框架和方法体系。同时，碳固存系数的概念同样可以应用于量化蚯蚓以外的因素(处理)对碳固存的净效应。

　　中科院华南植物园傅声雷研究组近期与美国佐治亚大学和美国环境保护署等单位合作，深入研究了蚯蚓对土壤碳固存的影响机制，建立了量化蚯蚓对土壤碳固存净效应的方法体系，发现虽然蚯蚓表面上通常会促进CO2的排放，但最终却能明显促进土壤碳固存。该研究成果于10月15日在Nature多学科研究期刊Nature Communications(《自然-通讯》)上发表，并被选为亮点文章，在Nature Communications网站以Earth Sciences: Global Worming - Earthworms mediate soil carbon sink为题进行了新闻报道。New Scientist、Live Science、Carbon Brief等科学媒体及《文汇报》随即对该研究进行了专题报道。

　　该工作得到国家自然科学基金委和美国国家科学基金会的资助 (NSF)。