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书名：中国学科发展战略·土壤生物学
定价：88.0
ISBN：9787030475695
作者：**科学院，国家自然科学基金委员会
版次：1
出版时间：2016-03
内容提要：
国家自然科学基金委员会与**科学院联合自助的学科发展战略研究系列报告，针对重要前沿领域的交叉学科和新的学科生长点，分析学科特点，研究现状与发展态势，指出关键科学问题、发展目标与重要研究方向，提出有利于学科发展的自助机制与政策建议。研究报告对广大科技工作者和相关领域管理决策者具有重要参考价值，也是社会公众了解我国学科发展态势的重要读本。
目录：
目录
总序i
前言v
摘要ix
Abstractxxi
**章学科发展任务和战略地位1
**节土壤生物学的研究任务与意义1
第二节土壤生物学的学科战略地位3
一、我国土壤科学发展的需要3
二、我国土壤生物学发展在国际竞争中的地位4
第二章学科发展历程与态势7
**节土壤生物学发展的概要回顾7
第二节土壤生物学的发展态势分析8
一、土壤生物多样性和时空变异规律8
二、土壤生物与元素生物地球化学循环9
三、土壤生物与土壤肥力12
四、土壤生物与全球变化14
五、土壤生物与污染修复16
第三节我国土壤生物学的发展与主要成就17
一、我国土壤生物学发展的简要回顾17
二、我国土壤生物学的主要进展18
第四节未来5～10年拟重点发展的研究方向与科学问题18
第三章土壤生物网络与生态服务功能22
**节科学意义与战略价值22
第二节关键科学问题26
第三节优先发展方向和建议27
一、土壤生物网络结构的刻画与关键网络环节的确定27
一、土壤生物网络结构与生态进化理论的结合及发展27
三、农田土壤生物网络和生态服务的调控29
四、兼顾生物网络与功能的时空尺度29
五、土壤生物网络和生态服务的稳定性及调控机制30
第四章土壤微生物时空演变规律33
**节科学意义与战略价值33
第二节关键科学问题35
第三节优先发展方向和建议36
一、土壤微生物多样性及其测度指标36
二、土壤微生物时空演变驱动机制36
三、土壤微生物时空演变的尺度效应37
四、我国主要类型土壤微生物的空间分布格局38
五、土壤微生物时空演变格局的理论框架和模型40
六、土壤微生物与植物的相互作用/共进化演变格局41
第五章土壤生物地球化学循环的微生物驱动机制45
**节科学意义与战略价值45
第二节关键科学问题50
第三节优先发展方向和建议50
一、土壤生源要素循环过程的微生物驱动机制50
二、环境因予影响土壤碳、氮、磷循环的微生物响应与反馈机制52
三、土壤生源要素耦合的微生物联作机制53
四、土壤关键生物地球化学过程的计量学53
第六章土壤生物与土壤肥力56
**节科学意义与战略价值56
第二节关键科学问题60
第三节优先发展方向和建议61
一、土壤微生物与土壤养分转化和固持62
二、土壤微生物及微生物根系互作与土壤酸化逆境62
三、生物固氮在提高氮素高效利用中的作用机制63
四、菌根与磷素高效利用机制64
五、土壤益生菌与养分高效利用机理64
六、拮**与根系健康及养分利用65
第七章土壤生物与全球变化67
**节科学意义与战略价值67
第二节国内外发展趋势分析68
第三节关键科学问题77
第四节优先发展方向和建议78
一、土壤生物群落响应及适应全球变化的中长期定位观测研究78
二、温室气体产生和转化的生物学机理及其对全球变化的响应78
三、全球变化背景下“地上-地下”生物互作机理及其演替79
四、全球变化背景下土壤动物入侵的生态学效应79
五、土壤生物对全球变化多因子耦合作用的响应79
六、全球变化敏感区域土壤微生物群落和功能的演变与适应80
七、土壤生物地球化学过程与全球变化模式的融合80
第八章土壤生物与土壤污染83
**节科学意义与战略价值83
第二节国内外发展趋势分析84
第三节关键科学问题90
笫四节优先发展方向和建议91
一、土壤污染背景下微生物群落结构和多样性的演变及生态效应91
二、土壤污染物的生物转化和清除机制92
三、病原菌和抗性基因（及耐药菌）在土壤中的分布规律与传播机制93
四、土壤污染的生物监测原理与技术94
五、污染土壤生物修复原理与技术95
第九章土壤生物一物理一化学界面过程100
**节科学意义与战略价值100
第二节关键科学问题104
第三节优先发展方向和建议106
一、微生物胞外电子传递机制106
二、土水界面和根土界面中微生物介导的物理化学反应过程与机理107
三、微生物驱动的矿物形成与转化109
四、土壤结构中生物和物理过程互作机理及其调控作用110
第十章土壤生物研究方法与平台113
**节科学意义与战略价值113
第二节关键科学问题117
第三节优先发展方向和建议119
一、土壤生物多样性的组学研究119
二、土壤微生物的单细胞筛选119
三、土壤生物功能的原位表征技术l20
四、土壤生物学野外联网综合研究平台122
五、土壤生物信息分析123
第十一章资助机制和政策建议126
**节建设土壤生物学多学科交叉卓越研究中心127
第二节组织国家/国际层面的大型科学研究计划127
第三节在基础研究层面部署重点研究项目128
第四节在应用研究层面加强与政府郓企业的合作128
第五节加强人才培养和国际合作128
附录国际土壤生物学重大研究计划介绍130
1研究计划一：英国土壤生物多样性研究计划130
2研究计划二：土壤生物地球化学的界面过程132
3研究计划.欧洲土壤生态功能与生物多样性指示物种研究134
索引138
在线试读：
**章
学科发展任务和战略地位
**节 土壤生物学的研究任务与意义
土壤生物包括细菌、古菌、真菌、原生动物和无脊椎动物等，其多样性极其丰富。土壤生物学是研究土壤巾生物种类、多样性与组成结构，土壤生物与生物之问以及土壤生物与环境之间的相互作用，土壤生物在碳、氮和生源要素循环、土壤肥力形成与培育、全球变化与对策以及环境污染修复中作用的科学。
土壤生物在陆地生态系统中的功能包括：降解有机质、驱动养分循环、转化各种污染物质、产生和消耗温室气体等。土壤生物还是陆地生态系统各种物质循环的驱动者，是土壤肥力形成和持续发展的基础。生态系统服务是指白然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需求的条件和过程，土壤生物在土壤生态系统功能和服务中扮演着关键角色。如图1 1所示，土壤巾的生物种类繁多、数量巨大。目前已知每克土壤巾微生物的数量可达几十亿个，而每立方米土壤体积巾生物种类可达几百万种，被公认是地球系统生物多样性*为复杂和丰富的环境。正因如此，土壤成为地球系统物质转化*为活跃的圈层，土壤圈被认为是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间相互作用的枢纽。如图1—2所示，土壤生物常被称为养分转化器、坐态稳定器、污染净化器、气候调节器和菌种资源库，在人类生产和生活中发挥了重要作用。土壤中发生的各种生物地球化学过程影响和调控着粮食供给和安全性、土壤的退化和修复、水土资源的保持和保护、全球气候变化、污染物的迁移转化，进而影响着人类社会的可持续发展。我国在过去30多年的经济发展中
土壤生物构成了地球“活的皮肤”
图1-1土壤生物的多样性
注：土壤常被认为是地球生物多样性*丰富的环境，其主要类群包括细菌、古菌、真菌、藻类、原生动物、蚯蚓和昆虫等，每克土壤中生物个体总量高达数十亿，个体大小从微米到厘米。这些种类各异、数量巨大的牛物，形成个活的牛命体，构成J-地球“活的皮肤”，维系人类的牛存与社会可持续发展。
图1 2土壤生物的社会功能
注：土壤生物与人类社会和经济可持续发展息息相关。土壤生物常被认为是养分转化器，维系作物生长和粮食安全；牛态稳定器，推动陆地牛态系统的物质循环和能量流动；污染净化器，降解和转化外源污染物，维护土壤健康；气候调节器，控制温室气体排放并影响全球气候变化；菌种资源库，为T农业生产提供了菌种资源。
取得了巨大成就，但存在经济发展和环境保护不平衡的问题。当前，粮食安全、环境污染、淡水资源紧缺、生物多样性锐减等各种问题并存，解决我国的可持续发展问题已迫在眉睫。土壤生物学的研究与发展可为我国生态环境的可持续发展提供基础理论和技术途径。
重大障碍。土壤生物（土壤动物、微生物和植物根系）通过自身的生命代谢活动，如分泌有机物质络合/沉淀重金属、分泌胞外酶降解/转化有机污染物，能使污染土壤部分或完全恢复到原初状态。阐明污染土壤生物修复的过程与
原理，并对土壤污染进行生物诊断与生态风险评价，是土壤科技发展的必然选择，也是社会经济可持续发展的必然需求。
4)土壤动物与生态功能。土壤动物通过食物网和土壤动物一微生物一植物互作维持着多种生态功能，成为生态系统中物质循环和能量流动的关键环节，是维持陆地生态系统正常结构和功能不可缺少的组成部分。深入了解多时尺度上土壤动物与生态功能关系，对全面揭示土壤生态过程与功能具有不可或缺的意义。
5)根际微生物过程。根际是植物土壤微生物之间物质交换的活跃界面。由于植物根系分泌物供给根际微生物丰富的营养和能源物质，根际微生物在数量和种类上都比非根际多，其代谢活动也更旺盛。因此，土壤巾微生物参与物质转化与能量流动的生态过程，如有机质分解与合成、生物固氮、养分循环、污染物生物修复等，其大部分都通过根际微生物完成。根际微生物过程研究对于揭示地下生态系统的科学规律、提高土壤养分利用效率和土壤生产力、实现土壤可持缤利用具有重要意义。
6)土壤牛物与其他土壤分支学科的交叉。目前，土壤科学研究的多学科交叉方法与趋势正在不断增强，新兴土壤学研究方向和分支学科的诞生和涌现得益于与土壤学内部分支学科的融合和土壤学与其他基础科学的渗透融合。土壤生物学与土壤物理学交叉可为解答土壤结构的形成与稳定机制、土壤微环境异质性等提供重要线索。土壤生物学与土壤化学交叉推动了对土壤有机质与养分转化规律与机制的深入理解。土壤生物学与土壤矿物学交叉为阐明生物成矿过程、土壤界面过程等提供了新的研究视角。土壤生物学与土壤地理学交叉可揭示土壤微生物地理分布格局（区域和全球尺度）及其形成机制与演变过程。因此，土壤生物学已成为各学科交叉融合的活跃领域，它将成为现代土壤科学理论和方法突破的驱动力。
一、我国土壤生物学发展在国际竞争中的地位
近20多年来，分子生物学技术的发展与应用彻底改变了传统土壤生物学研究的理念与方法。20世纪后半叶，美国科学家伍斯提出细胞的核糖体RNA序列可作为生物进化的分子计时器，创立了生命三域理论，为地球生物多样性的系统研究提供了全新视角。基于伍斯的理论，20世纪90年代土壤微生物学家发展了基于16S rDNA测序的分子生物学研究技术，并被迅速应用于各种土壤生态环境问题的研究。16S rDNA就像“活”化石，使人们认识到土壤中蕴含着巨大的生物多样性，是地球系统微生物“暗物质”的重要组成部分。为进一步探测土壤生物的生态功能，21世纪初以来，各种新的研究方法不断涌现，从基于16S rDNA序列分析的各种方法，到稳定同位素探针技术和环境元（宏）基因组学技术，爆发了一场探索土壤微生物种类和功能的革命。使土壤微生物学迅速成为土壤学、生态学、微生物学和环境科学等学科*为活跃的交叉发展前沿。土壤生物学研究也已成为各国政府与科研管理部门高度关注的议题，当今，土壤生物功能与过程的研究已经成为地球科学与生命科学新兴交叉的系统科学前沿。
为推进这一研究领域的发展，欧美等发达国家或地区相继肩动了一系列土壤生物学研究计划。2003年，德国科学基金会(DFG)启动了陆地生态系统微生物的交叉研究巾心，重点开展土壤微生物的相互作用及其环境适应性研究，侧重于从传统的微生物学、生物化学和遗传学角度进行研究。在此基础上，又于2007年投资1000万欧元，启动了DFG土壤生物相关的战略优先项目，重点针财复杂土壤体系巾关键过程的土壤生物机制研究。2008年，英国著名研究机构约翰·英纳斯中心联合英国东安吉拉大学，成立了地球与生物系统科学巾心，主要开展土壤生物多样性及其功能开发研究。2008～2010年，美国和欧盟等土壤学和微生物学专家相继在法国里昂、瑞典乌普萨拉、美国西雅图和华盛顿等地召开土壤生物多样性主题会议，提出了土壤宏基因组研究计划，并获美国国家科学基金会和法围国家科研署等资助，该计划重点针对野外长期定位土壤进行宏基因组测定，深度认知和开发土壤生物系统功能。2011年，美国能源部联合基因组研究所联合澳大利亚昆士兰大学，成立了澳大利亚生态基因组中心，重点围绕土壤生态系统，开展微生物地球计划。2011年，美国阿贡国家实验室的科学家，启动了地球微生物计划，计划在全球范围内收集20万份样品，测序50万基因组，并把测序结果建成一个可视化的数据库。2013年12月，美国微生物科学院出版了《微生物如何帮助养活世界》一书，强调土壤微生物调控能够实现作物增产20%，并使化肥与杀虫剂投入减少20%，是未来环境友好、经济可行的绿色农业新出路。2011年3月，国际著名刊物《自然生物技术》重点报道了农业料技的*新动向，美国孟山都农业生物技术公司与全球*大的酶制剂制造商诺维信联合成立了“生物农业联盟公司”，旨在改变传统的农业增产作用，开发更加高效的微生物和酶制剂，帮助农民降低农业化学品投入，发展高效、高产和高品质的农业生产。纵观国际发展态势可以看出，国际上土壤生物学领域无论是基础研究还是应用研究都在迅猛发展。
在国际上土壤微生物学蓬勃发展之际，“十一五”以来国内主要土壤学研究单位抓住机遇，瞄准土壤生物学前沿问题，提出了大量具有交叉性和前沿性的研究课题。国家自然科学基金委员会在2005～2013年资助了一系列土壤生物学相关的重点项目、重大项目、杰出青年基金和优秀青年基金项目。过去10多年来，我国土壤生物学在研究方法方面取得了快速发展，已经形成了土壤微生物数量、组成与功能研究的分子生态学技术体系。在土壤元素生物地球化学循环的微生物驱动机制等方面取得了显著进展，在土壤微生物量为基础的表观动力学过程研究、微生物与矿物相互作用、土壤一植物根系微生物之问的相互作用、微生物过程与环境污染修复等方面均取得了一定进展。但整体上，与国际土壤生物学发展状况相比，仍有一定差距。主要体现在整体研究力量还较薄弱，缺乏高水准研究平台，许多项以跟进研究为主，原创研究较少；科研人员尚难以在一个问题上开展长期深入的研究，对一些重大基础科学问题歃乏足够的研究积累。凶此，我国土壤生物学研究领域需要凝聚力量，针对我国社会经济和生态环境中出现的问题，开展前沿研究，为土壤资源保护、生态环境管理和可持续发展提供理论基础。模式，从地上部分植物农业性状改良的单一研究和生产，转为更多地关注土壤生物过程及其相互作用，开发更加高效的微生物和酶制剂，帮助农民降低农业化学品投入，发展高效、高产和高品质的农业生产。纵观国际发展态势可以看出，国际上土壤生物学领域无论是基础研究还是应用研究都在迅猛发展。
在国际上土壤微生物学蓬勃发展之际，“十一五”以来国内主要土壤学研究单位抓住机遇，瞄准土壤生物学前沿问题，提出了大量具有交叉性和前沿性的研究课题。国家自然科学基金委员会在2005～2013年资助了一系列土壤生物学相关的重点项目、重大项目、杰出青年基金和优秀青年基金项目。过去10多年来，我国土壤生物学在研究方法方面取得了快速发展，已经形成了土壤微生物数量、组成与功能研究的分子生态学技术体系。在土壤元素生物地球化学循环的微生物驱动机制等方面取得了显著进展，在土壤微生物量为基础的表观动力学过程研究、微生物与矿物相互作用、土壤一植物根系微生物之问的相互作用、微生物过程与环境污染修复等方面均取得了一定进展。但整体上，与国际土壤生物学发展状况相比，仍有一定差距。主要体现在整体研究力量还较薄弱，缺乏高水准研究平台，许多项日以跟进研究为主，原创研究较少；科研人员尚难以在一个问题上开展长期深入的研究，对一些重大基础科学问题歃乏足够的研究积累。凶此，我国土壤生物学研究领域需要凝聚力量，针对我国社会经济和生态环境中出现的问题，开展前沿研究，为土壤资源保护、生态环境管理和可持续发展提供理论基础。
定价：88.0
ISBN：9787030475695
作者：**科学院，国家自然科学基金委员会
版次：1
出版时间：2016-03
内容提要：
国家自然科学基金委员会与**科学院联合自助的学科发展战略研究系列报告，针对重要前沿领域的交叉学科和新的学科生长点，分析学科特点，研究现状与发展态势，指出关键科学问题、发展目标与重要研究方向，提出有利于学科发展的自助机制与政策建议。研究报告对广大科技工作者和相关领域管理决策者具有重要参考价值，也是社会公众了解我国学科发展态势的重要读本。
目录：
目录
总序i
前言v
摘要ix
Abstractxxi
**章学科发展任务和战略地位1
**节土壤生物学的研究任务与意义1
第二节土壤生物学的学科战略地位3
一、我国土壤科学发展的需要3
二、我国土壤生物学发展在国际竞争中的地位4
第二章学科发展历程与态势7
**节土壤生物学发展的概要回顾7
第二节土壤生物学的发展态势分析8
一、土壤生物多样性和时空变异规律8
二、土壤生物与元素生物地球化学循环9
三、土壤生物与土壤肥力12
四、土壤生物与全球变化14
五、土壤生物与污染修复16
第三节我国土壤生物学的发展与主要成就17
一、我国土壤生物学发展的简要回顾17
二、我国土壤生物学的主要进展18
第四节未来5～10年拟重点发展的研究方向与科学问题18
第三章土壤生物网络与生态服务功能22
**节科学意义与战略价值22
第二节关键科学问题26
第三节优先发展方向和建议27
一、土壤生物网络结构的刻画与关键网络环节的确定27
一、土壤生物网络结构与生态进化理论的结合及发展27
三、农田土壤生物网络和生态服务的调控29
四、兼顾生物网络与功能的时空尺度29
五、土壤生物网络和生态服务的稳定性及调控机制30
第四章土壤微生物时空演变规律33
**节科学意义与战略价值33
第二节关键科学问题35
第三节优先发展方向和建议36
一、土壤微生物多样性及其测度指标36
二、土壤微生物时空演变驱动机制36
三、土壤微生物时空演变的尺度效应37
四、我国主要类型土壤微生物的空间分布格局38
五、土壤微生物时空演变格局的理论框架和模型40
六、土壤微生物与植物的相互作用/共进化演变格局41
第五章土壤生物地球化学循环的微生物驱动机制45
**节科学意义与战略价值45
第二节关键科学问题50
第三节优先发展方向和建议50
一、土壤生源要素循环过程的微生物驱动机制50
二、环境因予影响土壤碳、氮、磷循环的微生物响应与反馈机制52
三、土壤生源要素耦合的微生物联作机制53
四、土壤关键生物地球化学过程的计量学53
第六章土壤生物与土壤肥力56
**节科学意义与战略价值56
第二节关键科学问题60
第三节优先发展方向和建议61
一、土壤微生物与土壤养分转化和固持62
二、土壤微生物及微生物根系互作与土壤酸化逆境62
三、生物固氮在提高氮素高效利用中的作用机制63
四、菌根与磷素高效利用机制64
五、土壤益生菌与养分高效利用机理64
六、拮**与根系健康及养分利用65
第七章土壤生物与全球变化67
**节科学意义与战略价值67
第二节国内外发展趋势分析68
第三节关键科学问题77
第四节优先发展方向和建议78
一、土壤生物群落响应及适应全球变化的中长期定位观测研究78
二、温室气体产生和转化的生物学机理及其对全球变化的响应78
三、全球变化背景下“地上-地下”生物互作机理及其演替79
四、全球变化背景下土壤动物入侵的生态学效应79
五、土壤生物对全球变化多因子耦合作用的响应79
六、全球变化敏感区域土壤微生物群落和功能的演变与适应80
七、土壤生物地球化学过程与全球变化模式的融合80
第八章土壤生物与土壤污染83
**节科学意义与战略价值83
第二节国内外发展趋势分析84
第三节关键科学问题90
笫四节优先发展方向和建议91
一、土壤污染背景下微生物群落结构和多样性的演变及生态效应91
二、土壤污染物的生物转化和清除机制92
三、病原菌和抗性基因（及耐药菌）在土壤中的分布规律与传播机制93
四、土壤污染的生物监测原理与技术94
五、污染土壤生物修复原理与技术95
第九章土壤生物一物理一化学界面过程100
**节科学意义与战略价值100
第二节关键科学问题104
第三节优先发展方向和建议106
一、微生物胞外电子传递机制106
二、土水界面和根土界面中微生物介导的物理化学反应过程与机理107
三、微生物驱动的矿物形成与转化109
四、土壤结构中生物和物理过程互作机理及其调控作用110
第十章土壤生物研究方法与平台113
**节科学意义与战略价值113
第二节关键科学问题117
第三节优先发展方向和建议119
一、土壤生物多样性的组学研究119
二、土壤微生物的单细胞筛选119
三、土壤生物功能的原位表征技术l20
四、土壤生物学野外联网综合研究平台122
五、土壤生物信息分析123
第十一章资助机制和政策建议126
**节建设土壤生物学多学科交叉卓越研究中心127
第二节组织国家/国际层面的大型科学研究计划127
第三节在基础研究层面部署重点研究项目128
第四节在应用研究层面加强与政府郓企业的合作128
第五节加强人才培养和国际合作128
附录国际土壤生物学重大研究计划介绍130
1研究计划一：英国土壤生物多样性研究计划130
2研究计划二：土壤生物地球化学的界面过程132
3研究计划.欧洲土壤生态功能与生物多样性指示物种研究134
索引138
在线试读：
**章
学科发展任务和战略地位
**节 土壤生物学的研究任务与意义
土壤生物包括细菌、古菌、真菌、原生动物和无脊椎动物等，其多样性极其丰富。土壤生物学是研究土壤巾生物种类、多样性与组成结构，土壤生物与生物之问以及土壤生物与环境之间的相互作用，土壤生物在碳、氮和生源要素循环、土壤肥力形成与培育、全球变化与对策以及环境污染修复中作用的科学。
土壤生物在陆地生态系统中的功能包括：降解有机质、驱动养分循环、转化各种污染物质、产生和消耗温室气体等。土壤生物还是陆地生态系统各种物质循环的驱动者，是土壤肥力形成和持续发展的基础。生态系统服务是指白然生态系统及其物种所提供的能够满足和维持人类生活需求的条件和过程，土壤生物在土壤生态系统功能和服务中扮演着关键角色。如图1 1所示，土壤巾的生物种类繁多、数量巨大。目前已知每克土壤巾微生物的数量可达几十亿个，而每立方米土壤体积巾生物种类可达几百万种，被公认是地球系统生物多样性*为复杂和丰富的环境。正因如此，土壤成为地球系统物质转化*为活跃的圈层，土壤圈被认为是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间相互作用的枢纽。如图1—2所示，土壤生物常被称为养分转化器、坐态稳定器、污染净化器、气候调节器和菌种资源库，在人类生产和生活中发挥了重要作用。土壤中发生的各种生物地球化学过程影响和调控着粮食供给和安全性、土壤的退化和修复、水土资源的保持和保护、全球气候变化、污染物的迁移转化，进而影响着人类社会的可持续发展。我国在过去30多年的经济发展中
土壤生物构成了地球“活的皮肤”
图1-1土壤生物的多样性
注：土壤常被认为是地球生物多样性*丰富的环境，其主要类群包括细菌、古菌、真菌、藻类、原生动物、蚯蚓和昆虫等，每克土壤中生物个体总量高达数十亿，个体大小从微米到厘米。这些种类各异、数量巨大的牛物，形成个活的牛命体，构成J-地球“活的皮肤”，维系人类的牛存与社会可持续发展。
图1 2土壤生物的社会功能
注：土壤生物与人类社会和经济可持续发展息息相关。土壤生物常被认为是养分转化器，维系作物生长和粮食安全；牛态稳定器，推动陆地牛态系统的物质循环和能量流动；污染净化器，降解和转化外源污染物，维护土壤健康；气候调节器，控制温室气体排放并影响全球气候变化；菌种资源库，为T农业生产提供了菌种资源。
取得了巨大成就，但存在经济发展和环境保护不平衡的问题。当前，粮食安全、环境污染、淡水资源紧缺、生物多样性锐减等各种问题并存，解决我国的可持续发展问题已迫在眉睫。土壤生物学的研究与发展可为我国生态环境的可持续发展提供基础理论和技术途径。
重大障碍。土壤生物（土壤动物、微生物和植物根系）通过自身的生命代谢活动，如分泌有机物质络合/沉淀重金属、分泌胞外酶降解/转化有机污染物，能使污染土壤部分或完全恢复到原初状态。阐明污染土壤生物修复的过程与
原理，并对土壤污染进行生物诊断与生态风险评价，是土壤科技发展的必然选择，也是社会经济可持续发展的必然需求。
4)土壤动物与生态功能。土壤动物通过食物网和土壤动物一微生物一植物互作维持着多种生态功能，成为生态系统中物质循环和能量流动的关键环节，是维持陆地生态系统正常结构和功能不可缺少的组成部分。深入了解多时尺度上土壤动物与生态功能关系，对全面揭示土壤生态过程与功能具有不可或缺的意义。
5)根际微生物过程。根际是植物土壤微生物之间物质交换的活跃界面。由于植物根系分泌物供给根际微生物丰富的营养和能源物质，根际微生物在数量和种类上都比非根际多，其代谢活动也更旺盛。因此，土壤巾微生物参与物质转化与能量流动的生态过程，如有机质分解与合成、生物固氮、养分循环、污染物生物修复等，其大部分都通过根际微生物完成。根际微生物过程研究对于揭示地下生态系统的科学规律、提高土壤养分利用效率和土壤生产力、实现土壤可持缤利用具有重要意义。
6)土壤牛物与其他土壤分支学科的交叉。目前，土壤科学研究的多学科交叉方法与趋势正在不断增强，新兴土壤学研究方向和分支学科的诞生和涌现得益于与土壤学内部分支学科的融合和土壤学与其他基础科学的渗透融合。土壤生物学与土壤物理学交叉可为解答土壤结构的形成与稳定机制、土壤微环境异质性等提供重要线索。土壤生物学与土壤化学交叉推动了对土壤有机质与养分转化规律与机制的深入理解。土壤生物学与土壤矿物学交叉为阐明生物成矿过程、土壤界面过程等提供了新的研究视角。土壤生物学与土壤地理学交叉可揭示土壤微生物地理分布格局（区域和全球尺度）及其形成机制与演变过程。因此，土壤生物学已成为各学科交叉融合的活跃领域，它将成为现代土壤科学理论和方法突破的驱动力。
一、我国土壤生物学发展在国际竞争中的地位
近20多年来，分子生物学技术的发展与应用彻底改变了传统土壤生物学研究的理念与方法。20世纪后半叶，美国科学家伍斯提出细胞的核糖体RNA序列可作为生物进化的分子计时器，创立了生命三域理论，为地球生物多样性的系统研究提供了全新视角。基于伍斯的理论，20世纪90年代土壤微生物学家发展了基于16S rDNA测序的分子生物学研究技术，并被迅速应用于各种土壤生态环境问题的研究。16S rDNA就像“活”化石，使人们认识到土壤中蕴含着巨大的生物多样性，是地球系统微生物“暗物质”的重要组成部分。为进一步探测土壤生物的生态功能，21世纪初以来，各种新的研究方法不断涌现，从基于16S rDNA序列分析的各种方法，到稳定同位素探针技术和环境元（宏）基因组学技术，爆发了一场探索土壤微生物种类和功能的革命。使土壤微生物学迅速成为土壤学、生态学、微生物学和环境科学等学科*为活跃的交叉发展前沿。土壤生物学研究也已成为各国政府与科研管理部门高度关注的议题，当今，土壤生物功能与过程的研究已经成为地球科学与生命科学新兴交叉的系统科学前沿。
为推进这一研究领域的发展，欧美等发达国家或地区相继肩动了一系列土壤生物学研究计划。2003年，德国科学基金会(DFG)启动了陆地生态系统微生物的交叉研究巾心，重点开展土壤微生物的相互作用及其环境适应性研究，侧重于从传统的微生物学、生物化学和遗传学角度进行研究。在此基础上，又于2007年投资1000万欧元，启动了DFG土壤生物相关的战略优先项目，重点针财复杂土壤体系巾关键过程的土壤生物机制研究。2008年，英国著名研究机构约翰·英纳斯中心联合英国东安吉拉大学，成立了地球与生物系统科学巾心，主要开展土壤生物多样性及其功能开发研究。2008～2010年，美国和欧盟等土壤学和微生物学专家相继在法国里昂、瑞典乌普萨拉、美国西雅图和华盛顿等地召开土壤生物多样性主题会议，提出了土壤宏基因组研究计划，并获美国国家科学基金会和法围国家科研署等资助，该计划重点针对野外长期定位土壤进行宏基因组测定，深度认知和开发土壤生物系统功能。2011年，美国能源部联合基因组研究所联合澳大利亚昆士兰大学，成立了澳大利亚生态基因组中心，重点围绕土壤生态系统，开展微生物地球计划。2011年，美国阿贡国家实验室的科学家，启动了地球微生物计划，计划在全球范围内收集20万份样品，测序50万基因组，并把测序结果建成一个可视化的数据库。2013年12月，美国微生物科学院出版了《微生物如何帮助养活世界》一书，强调土壤微生物调控能够实现作物增产20%，并使化肥与杀虫剂投入减少20%，是未来环境友好、经济可行的绿色农业新出路。2011年3月，国际著名刊物《自然生物技术》重点报道了农业料技的*新动向，美国孟山都农业生物技术公司与全球*大的酶制剂制造商诺维信联合成立了“生物农业联盟公司”，旨在改变传统的农业增产作用，开发更加高效的微生物和酶制剂，帮助农民降低农业化学品投入，发展高效、高产和高品质的农业生产。纵观国际发展态势可以看出，国际上土壤生物学领域无论是基础研究还是应用研究都在迅猛发展。
在国际上土壤微生物学蓬勃发展之际，“十一五”以来国内主要土壤学研究单位抓住机遇，瞄准土壤生物学前沿问题，提出了大量具有交叉性和前沿性的研究课题。国家自然科学基金委员会在2005～2013年资助了一系列土壤生物学相关的重点项目、重大项目、杰出青年基金和优秀青年基金项目。过去10多年来，我国土壤生物学在研究方法方面取得了快速发展，已经形成了土壤微生物数量、组成与功能研究的分子生态学技术体系。在土壤元素生物地球化学循环的微生物驱动机制等方面取得了显著进展，在土壤微生物量为基础的表观动力学过程研究、微生物与矿物相互作用、土壤一植物根系微生物之问的相互作用、微生物过程与环境污染修复等方面均取得了一定进展。但整体上，与国际土壤生物学发展状况相比，仍有一定差距。主要体现在整体研究力量还较薄弱，缺乏高水准研究平台，许多项以跟进研究为主，原创研究较少；科研人员尚难以在一个问题上开展长期深入的研究，对一些重大基础科学问题歃乏足够的研究积累。凶此，我国土壤生物学研究领域需要凝聚力量，针对我国社会经济和生态环境中出现的问题，开展前沿研究，为土壤资源保护、生态环境管理和可持续发展提供理论基础。模式，从地上部分植物农业性状改良的单一研究和生产，转为更多地关注土壤生物过程及其相互作用，开发更加高效的微生物和酶制剂，帮助农民降低农业化学品投入，发展高效、高产和高品质的农业生产。纵观国际发展态势可以看出，国际上土壤生物学领域无论是基础研究还是应用研究都在迅猛发展。
在国际上土壤微生物学蓬勃发展之际，“十一五”以来国内主要土壤学研究单位抓住机遇，瞄准土壤生物学前沿问题，提出了大量具有交叉性和前沿性的研究课题。国家自然科学基金委员会在2005～2013年资助了一系列土壤生物学相关的重点项目、重大项目、杰出青年基金和优秀青年基金项目。过去10多年来，我国土壤生物学在研究方法方面取得了快速发展，已经形成了土壤微生物数量、组成与功能研究的分子生态学技术体系。在土壤元素生物地球化学循环的微生物驱动机制等方面取得了显著进展，在土壤微生物量为基础的表观动力学过程研究、微生物与矿物相互作用、土壤一植物根系微生物之问的相互作用、微生物过程与环境污染修复等方面均取得了一定进展。但整体上，与国际土壤生物学发展状况相比，仍有一定差距。主要体现在整体研究力量还较薄弱，缺乏高水准研究平台，许多项日以跟进研究为主，原创研究较少；科研人员尚难以在一个问题上开展长期深入的研究，对一些重大基础科学问题歃乏足够的研究积累。凶此，我国土壤生物学研究领域需要凝聚力量，针对我国社会经济和生态环境中出现的问题，开展前沿研究，为土壤资源保护、生态环境管理和可持续发展提供理论基础。