关于发布水圈微生物驱动地球元素循环的机制重大研究计划2024年度项目指南的通告

国科金发计[2024]5号

国家自然科学基金委员会于2024年1月23日发布水圈微生物驱动地球元素循环的机制重大研究计划2024年度项目指南，特此通告。请申请人及依托单位根据项目指南规定的要求和注意事项进行申请。

国家自然科学基金委员会

2024年1月23日

水圈微生物驱动地球元素循环的机制重大研究计划2024年度项目指南

水圈是地球独有的特色圈层之一，其中存在着数量庞大、遗传与代谢方式多样的微生物。这些微生物驱动着碳氮硫等地球重要元素的循环，对温室气体排放和全球气候变化起着关键调控作用。然而，对于不同水圈生境中微生物的物种组成与群落结构、代谢方式，以及与生境相关的调控规律、与环境的互作机制，以及对碳氮硫等重要元素循环的贡献等方面的认识仍然有限。

本重大研究计划选择典型水圈生境，聚焦与生命活动密不可分的碳氮硫等重要元素的微生物地球化学循环过程。通过多学科的深入研究及深度交叉，结合新技术手段及平台的开发与利用，计划开展全面、系统、动态、定量的研究，以揭示水圈微生物驱动碳氮硫循环、特别是温冷室气体排放的机制。此外，将深化对水圈微生物对关键水域碳源汇过程的贡献及其机制的认知，支撑生物技术创新，为保护水圈生态功能、应对全球气候变化、服务国家“双碳”战略、推动国民经济与社会的可持续发展提供科技支撑。

一、科学目标

本重大研究计划的科学目标包括：

1. 在物种、群落、代谢途径、生态互作和环境响应等多个层面，阐明驱动碳氮硫循环的水圈微生物群落形成和演替的规律以及与环境互作的机理。
2. 解析水圈微生物能量获取与物质代谢的新途径及新调控机制。
3. 揭示水圈微生物驱动碳氮硫循环的过程与机理，探索其与碳源汇过程、温室气体排放以及全球气候变化相互影响的关系。
4. 深化对生命与地球环境相互作用与协同演化的认知。

二、核心科学问题

本重大研究计划将围绕水圈生境中微生物驱动地球元素循环新机制的发现及其生态响应，解决以下核心科学问题：

1. 水圈微生物驱动碳氮硫等元素循环及温冷室气体排放的微观机制与宏观生态效应。
2. 碳氮硫元素循环的水圈微生物群落形成和演替及其与环境互作的机理。