数万年前的阴晴干湿，应该如何准确还原？长江流域频发的旱涝灾害，有没有可循的变化规律？7月8日，2025年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。在这场代表着中国科技最高荣誉的盛会上，由中国地质大学（武汉）谢树成院士团队牵头完成的“长江流域两万年来地质微生物与水碳关系”项目，荣获国家自然科学奖二等奖。该研究找到了地质微生物中的地球“湿度计”，开创了利用地质微生物研究干湿古气候的新领域。
地大获奖团队代表在人民大会堂前。（左起：张宏斌副研究员、谢树成院士、朱宗敏教授）
长江流域处于东亚季风与西风环流交汇地带，气候系统复杂多变，旱涝交替、极端天气频发。厘清流域两万年来干湿波动、旱涝演变的完整规律，对解析现代极端天气成因、完善流域治理体系、提升防灾减灾能力，具备重要的科学价值与现实意义。
然而，在全球古气候研究体系中，科研人员可通过石笋、沉积物、孢粉等传统地质载体，精准恢复地质历史时期的冷暖变化。但古降水、古干湿状况的定量重建一直是世界性科研难点，缺乏稳定、精准的替代指标，难以完整还原区域气候演变全貌。
针对这一科研难题，这只武汉科研团队跳出传统研究思路，创新将地层、泥炭中保存完好的地质微生物作为核心研究载体，通过微生物群落变化，重建长江流域长时序干湿气候演变序列。
中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院教授黄咸雨介绍，团队构建了“细菌—水位—降雨量”的对应响应机制。耗氧细菌的生存繁殖状态与湿地、洞穴水位高度密切相关，而水位变化直接受控于区域降雨量。通过层层对应、环环相扣，科研人员可精准提取代理指标，科学还原古代干湿环境与温度变化情况。
为确保研究数据真实、连续、可靠，团队长期开展系统性野外采样工作。“我们的一部分研究样本取自神农架大九湖泥炭湿地，以及鄂西长阳、建始等喀斯特区域的洞穴石笋”，该团队成员、中国地质大学（武汉）地质微生物与环境全国重点实验室副研究员张宏斌介绍，依托湖北优质地质资源，团队已经构建了高精度的本土古气候数据库。
“经过多年实验比对证实，微生物对湿度、水位的微小波动感知更灵敏、响应速度更快，能够捕捉大量年际、季节性的短期气候波动，大幅提升古气候重建的精细度与准确度。”
该研究成果打破了基础理论研究与实际应用的壁垒。两万年来长江流域旱涝交替、干湿轮转的演变规律，能够为流域水利调度、洪涝灾害预警、水资源配置、城市中长期规划提供扎实科学依据，有效提升长江流域应对极端气候风险的综合能力。
与此同时，团队在泥炭湿地长期监测中取得重要发现。泥炭沼泽中的微生物，具备天然甲烷氧化功能，可自主分解湿地释放的甲烷温室气体，在湿地水碳循环中发挥关键调节作用。
黄咸雨表示，下一阶段团队将聚焦微生物功能增效研究，探索人工干预、适度强化甲烷氧化菌活性的科学路径。通过提升菌群转化效率，将湿地甲烷更多转化为二氧化碳，助力长江流域湿地生态修复、低碳治理，助力实现区域“双碳”目标。
【来源：武汉广播电视台】
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