随着全球气候变化和土地退化问题的加剧，盐碱化土壤面积持续扩大，严重制约了生态系统碳汇功能。引入外源固碳微生物是提升土壤碳汇功能的一种有效途径。然而，针对固碳微生物在盐渍化环境下的应用研究还较少，耐盐碱固碳微生物促进土壤有机碳固存的机制尚不明确。针对这一问题，中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境污染与防治研究团队自滨海湿地分离获得了一种耐盐碱固碳菌（Glutamicibacter halophytocola DA1），将其接种于盐碱土壤中用以提升土壤固碳能力，并系统阐明了其在盐碱胁迫环境下的固碳机制。
研究结果表明，将固碳菌DA1接种于典型强碱性（pH=10.28）盐碱土样中培养45天后，土壤有机碳（SOC）含量由2.75 g/kg显著升高至4.42 g/kg，矿物结合态有机碳（MAOC）亦由0.73 g/kg升至1.24 g/kg。宏基因组测序结果显示，接种后土壤中自养型微生物类群明显富集，酸杆菌门（Acidobacteriota）、产氢杆菌门（Hydrogenedentota）及假单胞菌门（Pseudomonadota）相对丰度显著提高，同时与碳固定过程密切相关的Myxococcaceae与Polyangiaceae功能性类群相对丰度亦显著提升。
通过KEGG注释的功能基因对比分析发现，固碳菌株的引入增强了多条固碳代谢通路的表达水平（图 1）。其中，卡尔文-本森-巴沙姆循环（CBB）涉及到的典型功能基因rbcL、rbcS上调了57.47 %和49.75%，还原三羧酸循环（rTCA）的相关功能基因（porA、porB、porC、korA）亦有显著提升。共现网络分析表明，接种后土壤微生物网络的连通性与复杂度显著增强，微生物间由协同向竞争关系转变，反映出群落结构的重塑与生态功能的再分配。这些结果表明，该耐盐碱固碳菌能够通过提升多种固碳通路的功能水平以及优化微生物互作网络，实现盐碱土壤碳固定能力与稳定性的提升。
该研究系统揭示了外源固碳微生物在盐碱环境下促进土壤碳固存的分子生态机制，为利用生物强化手段修复退化盐碱生态系统、缓解气候变化提供了新的科学依据和技术途径。
图 1 耐盐碱固碳菌DA1多通路固碳的机制框架
相关研究发表在国际期刊《Catena》上，由博士研究生梁宇廷（第一作者）、祝惠研究员（通讯作者）等人共同完成。研究工作得到国家重点研发计划项目（(No. 2023YFF0807203）和中国科学院青年创新促进会项目（(No. Y2021068）的资助。
论文信息：
Liang,Y.T.,Shen,Y.T.,Wang,X.Y.,Li,S.Y.,Miao,Y.Q.,Zhu,H.,2026. Harnessing salt-alkali-tolerant carbon-fixing bacteria to enhance carbon sequestration in saline-alkaline soils. CATENA 262,109643.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109643
