震蛰虫蛇出，惊枯草木开。
空余客方寸，依旧似寒灰。
——《闻雷》唐 · 白居易
惊蛰，是春季的第三个节气。它意味着春雷初响，惊醒了冬眠的昆虫，万物开始复苏，大地一片生机勃勃的景象。
本次的节气科普，将为大家介绍微生物如何影响地球气候。
微生物是地球上最为古老的生命形式，它们广泛分布于土壤、水体、空气以及生物体内。
这些微小的生物通过其独特的生理活动，对地球气候产生着深远的影响。
01
微生物在碳循环中的作用
碳是地球气候系统的核心元素。微生物通过分解动植物的残骸和排泄物，将有机碳转化为无机碳，释放到大气中，这个过程被称为呼吸作用。
同时，微生物还能通过光合作用固定大气中的二氧化碳，转化为有机物质。这些过程共同维持着地球碳平衡，影响着温室气体的浓度，进而调控气候。
图：微生物通过碳循环影响气候（https://doi.org/10.1038/ismej.2008.58）
N₂
02
微生物在氮循环中的作用
氮是植物生长的重要营养元素，微生物通过固氮作用，将大气中的氮气转化为植物可吸收的氮化合物。
微生物还能通过氨氧化和硝酸盐还原等过程，影响氮的形态和可用性。这些过程不仅影响植物的生长，还间接影响大气中的温室气体浓度。
03
微生物通过释放气体直接影响气候
例如，海洋中的某些微生物会释放二甲基硫(DMS)，后者是一种可以形成云凝结核的物质，影响云的形成和降水。
此外，微生物在分解有机物质时，可能会产生甲烷，这是一种常见的温室气体，对气候变化具有重要影响。
图：微生物能产生CO2, CH4和N2O等温室气体
（doi: 10.1128/AAMCol.Nov.2021）
随着全球气候变化，微生物的分布和活性也在发生变化。这些变化可能会进一步影响气候变化，形成复杂的反馈机制。
微生物虽然微小，但它们在地球气候系统中发挥着不可或缺的作用。了解微生物如何影响气候，有助于我们更好地应对气候变化。
汉宁“二十四节气”科普是汉宁化学推出的关于微生物的科普栏目。我们将以中国传统的二十四节气为时间线，定期推出微生物相关主题的科普短文。“四季有序，万物有时”，让我们“寄知识于时节”，一起探索微生物世界：汉宁与您应时相约、不见不散！
