2026年4月28日下午,中国地质科学院岩溶地质研究所二级研究员、博士生导师李强博士应邀莅临玉溪师范学院,在图书馆多元学术报告厅为我校师生带来了一场题为“岩溶碳循环的生物地球化学过程及调控机制”的高水平学术报告。本次讲座是“红塔讲坛”系列学术活动的重要组成部分,吸引了来自地理与国土工程学院、农学与生物科学学院、化学与环境工程学院等院系的近三百名师生到场聆听。

聚焦全球碳汇前沿,揭示岩溶生态奥秘。李强研究员是自然资源部高层次科技创新领军人才、玛丽居里学者,长期致力于微生物驱动的岩溶碳循环及固碳机制研究。讲座伊始,他从全球气候变化与“双碳”战略背景切入,指出寻找“遗失碳汇”是当前全球碳循环研究的前沿科学问题,而“岩溶碳汇”正是其中备受关注但存在争议的关键环节。
他系统阐述了岩溶(喀斯特)作用的基本原理,即碳酸盐岩(石灰岩、白云岩)在含有二氧化碳的水溶液中的溶解过程。传统观点认为,碳酸盐风化产生的溶解无机碳(DIC)最终会在海洋中沉淀并重新释放CO₂,因此可能只是一个碳周转过程,而非净碳汇。李强研究员及其团队通过长期野外观测与实验研究,创新性地提出了“生物碳泵”和“微生物碳泵”理论,揭示了水生光合生物和微生物活动对岩溶碳汇的关键调控作用。

突破传统认知:从“碳周转”到“净碳汇”。李强研究员详细介绍了其团队在云南白水台、茂兰等典型岩溶区的发现。研究表明,岩溶水体中的水生光合生物通过光合作用,能将溶解无机碳(DIC)快速转化为有机碳,形成“生物碳泵”效应,有效将碳固定在生态系统内。更重要的突破在于“微生物碳泵”的发现。团队通过分子生态学手段,证实了岩溶水体及土壤中存在大量具有固碳功能的微生物,它们能够将活性有机碳转化为惰性溶解有机碳(RDOC)或与矿物结合,从而实现碳的长期稳定封存。
基于这些机制,李强研究员团队首次系统提出了“耦联生物碳泵-微生物碳泵的碳酸盐风化碳汇”理论,并估算这一过程在全球尺度上每年可形成约3.62亿吨的岩溶有机碳汇,为解答“遗失碳汇”之谜提供了重要的中国方案。此外,研究还发现地下水系统中的碳固定速率可与寡营养海洋系统相当,揭示了地下岩溶空间作为潜在碳汇的重要性。

师生互动聚焦实践,探讨技术细节与应用前景。在交流环节,现场师生围绕研究报告的技术细节与实际应用踊跃提问,李强研究员一一给予了深入浅出的解答。
针对在泉水口采样如何避免生物干扰的疑问,他指出关键清除水体藻类的同时,结合高频、多指标的协同监测,通过分析溶解氧昼夜变化、碳同位素组成等参数,有效区分光合固碳与呼吸释碳过程。
对于酸性土壤撒碳酸盐岩粉末固碳是否导致农田板结的担忧,他强调需科学权衡与精准调控,依据土壤本底性质确定最优施用量与方法,并配合施用有机肥,在提升固碳潜力时兼顾土壤健康。
关于碳酸盐岩风化固碳量的估算方法,他解释这是基于全球岩溶监测网络的数据,通过量化水生光合与微生物驱动的额外碳汇通量,并结合全球岩溶面积、气候分区等参数进行尺度上推模型推算的综合结果。
最后,他强调微生物还可通过分泌有机物胶结黏土矿物的形式固碳,这对破解澄江生物群和江川生物群化石形成奥秘或许提供新的线索。
讲座最后,李强研究员展望了岩溶碳汇研究在服务国家“双碳”目标中的广阔前景,并鼓励青年学子投身于地球系统科学这一充满挑战与机遇的领域。本次讲座内容前沿、数据详实、逻辑严密,不仅展现了我国家在岩溶碳循环研究领域的国际领先水平,也为我校相关学科的科研与教学提供了宝贵启示。会后,李强研究员与我校相关学院教师就可能的科研合作、人才培养等议题进行了深入座谈。