关于微生物固碳的简短讨论

大部分固碳微生物为自养微生物，在土壤固碳过程中发挥重要作用。根据能量来源不同，可将固碳微生物分为光能微生物、化学能微生物、光电子能微生物。已发现的土壤固碳微生物包括真核生物和原核生物，其中原核固碳微生物大多为细菌和古菌。

藻类也是土壤中重要的固碳微生物。藻类以大型藻类、微藻等多种形式存在，在水体、土壤等介质中分布广泛。不同地区土壤中的藻类属种存在一定差异，极端干旱的荒漠土壤和寒冷的土壤中存在蓝藻、硅藻等。

另外，固碳微生物的多样性因土壤类型而异。在同一土壤中，微生物的数量和多样性随着土壤深度的增加而降低。

固碳微生物广泛存在于陆地土壤中，可以通过多种固碳途径参与土壤碳循环过程。大气中的CO2既可以被微生物代谢合成有机碳，也可以被微生物吸收转化为无机碳。

微生物通过光合作用、尿素分解、氨化、反硝化、硫酸盐还原、厌氧硫化物氧化、甲烷氧化等不同代谢途径诱导碳酸盐沉淀，要么通过提高pH值或溶解无机碳（DIC），要么诱导CO2或 DIC （HCO3−;一氧化碳32−）形成碳酸盐晶体，如方解石。微生物的细胞壁含有羧基、磷酸基等带负电荷的基团或带负电荷的代谢产物(如土壤腐殖质等)，可以增加细胞微环境中金属离子的浓度；同时，微生物也通过代谢过程提高了土壤微环境的pH值，从而增加了DIC的浓度，这都有利于碳酸盐沉淀的形成。

目前已知的自养微生物固碳途径主要有：卡尔文循环( calvin benson-巴沙姆, CBB)、还原型三羧酸循环(还原性三羧酸循环或逆三羧酸循环,还原性三羧酸循环, r TCA)、还原型乙酰辅酶A途径(厌氧乙酰辅酶A途径、还原乙酰辅酶A途径、WL途径)、3 -羟基丙酸自行车( 3 -羟基丙酸循环, 3 - HP循环)、3 -羟基丙酸/ 4 -羟基丁酸循环( 3 -羟基丙酸/4 -羟基丁酸循环、3HP / 4HB循环)、二羧酸/ 4 -羟基丁酸循环( DC / 4HB循环)、逆甘氨酸裂解途径。其中，CBB是自养型土壤细菌固定CO2的关键途径之一，具有最高的固碳效率，通过该途径固定的碳占土壤有机碳的0.12 -0.59 %。

固碳微生物不仅可以通过自养过程进行固碳，还可以通过异养代谢过程进行固碳，异养微生物固定CO2的过程也可以称为"微生物的暗固定"。大气CO2进入土壤后，主要被光能微生物、光电子能微生物、化学自养微生物等固定为有机物。在表层土壤或能接受光照的土壤中，微生物可以通过光合作用或光电子相互作用参与固碳。此外，异养固碳微生物中还存在草酰乙酸途径、嘧啶和嘌呤核苷酸途径。据估计，异养微生物通过补充反应固定的CO2约占其生物量碳的10 %，反向甘氨酸裂解途径是通过脱氧磷脂氧化还原CO2，然后通过还原甘氨酸固定碳的途径，被Macroarchaea、Solarchaea、Logiarchaea等微生物利用来固定碳。

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