土壤是地球上最大的碳庫之一，微生物群落通過分解有機質和形成微生物殘體驅動著土壤有機碳(SOC)的積累與穩定。然而，作為土壤微生物群落的重要成員，病毒如何影響這一過程還未被深入認識。土壤中碳(C)與氮(N)的比率(C/N比)不僅影響植物生長，也對微生物活動、碳儲存與釋放起著關鍵作用。盡管已有研究關注植物輸送物(litter)、微生物群落及環境因素對碳/氮循環的影響，但病毒在其中的角色，特別是在不同 C/N 比條件下如何調控微生物與碳釋放，尚有較大知識空白。

針對這一科學問題，中國科學院沈陽應用生態研究所梁小龍研究員團隊通過外源底物添加實驗，結合宏基因組測序和結構方程模型，系統解析了不同外源C/N比輸入下，土壤病毒群落的組成、生活史策略及其對微生物多樣性、呼吸作用和微生物殘體碳累積的調控機制。研究發現，病毒群落對C/N 比高度敏感，外源C/N比例顯著重塑了病毒多樣性與群落組成。在低有機質含量的遼河土壤中，較高C/N促進了裂解性病毒的優勢，而在高有機質的松嫩土壤中，溶原性病毒更具適應性。同時，病毒的生命策略和土壤有機質含量共同決定了有機碳周轉過程的病毒調控效應，病毒裂解在低有機質土壤中增強了微生物呼吸作用，促進碳礦化;而在高有機質土壤中，病毒裂解則有助于微生物殘體碳的穩定化積累。

該研究破除了以往碳循環模型與實驗只重視植物輸入、微生物作用，而忽視病毒參與作用的局限，同時強調 C/N 比不僅是植物殘體的一個化學指標，也深刻影響地下微生物與病毒的生態作用，進而影響整個碳循環過程。為全球氣候變化模型提供新的變量與修正因素。在氣候變暖、氮沉降增多等背景下，C/N 比可能改變，從而病毒介導的碳釋放可能加劇，影響碳儲存與大氣中 CO? 水平。研究成果以Exogenous carbon-to-nitrogen imbalance drives soil viral roles in microbial carbon mineralization and necromass accrual為題，發表在發表在 Soil Biology & Biochemistry期刊。中國科學院沈陽生態所博士研究生王碩為第一作者，梁小龍研究員為通訊作者，德國耶拿大學、荷蘭烏得勒支大學、美國田納西大學等國內外合作伙伴也參與了本研究。該研究得到了國家自然科學基金、遼寧省優秀青年基金、森林生態與保育重點實驗室等資助。

圖1. 土壤病毒群落結構

圖2. 土壤病毒與細菌關聯網絡

圖3. 土壤病毒豐度與生命策略