土壤生物對全球變化的響應和反饋是生態學的前沿和難點。蚯蚓作為“生態系統的工程師”，其在生態系統碳循環中的貢獻卻一直眾說紛紜。已有的研究結果表明：蚯蚓既能促進碳礦化，又能提高土壤碳穩定性，結果似乎相互矛盾。不過，由于碳礦化更容易被觀測到，蚯蚓促進碳礦化的觀點得到多數實驗的支持。事實上，“碳礦化”與“碳穩定”是同一過程的兩個方面，會協同變化，只關注任何一方都無法確定蚯蚓是否促進碳的凈固存。也就是說，蚯蚓是否促進碳固存，應該由蚯蚓對“碳礦化-碳穩定”平衡的影響決定。
為此，中國科學院華南植物園張衛信和傅聲雷等科研人員提出了碳固存系數(Sequestration quotient, SQ)的概念，以量化蚯蚓對凈碳固存的貢獻。經過研究發現：蚯蚓加快了碳的活化過程，進而同時促進了“碳礦化”和“碳穩定”，但是后者增強的幅度遠高于前者，即蚯蚓可以通過對“碳穩定”和“碳礦化”的不對等促進而有利于碳的凈固存。重要的是，蚯蚓對土壤CO2通量及碳凈固存的影響都可以通過比較碳固存系數(SQ)在有蚯蚓和無蚯蚓系統中的取值來預測(見附圖)。此項工作，為蚯蚓對陸地生態系統碳循環貢獻的量化研究建立了初步的理論框架和方法體系。同時，碳固存系數的概念同樣可以應用于量化蚯蚓以外的因素(處理)對碳固存的凈效應。
中科院華南植物園傅聲雷研究組近期與美國佐治亞大學和美國環境保護署等單位合作，深入研究了蚯蚓對土壤碳固存的影響機制，建立了量化蚯蚓對土壤碳固存凈效應的方法體系，發現雖然蚯蚓表面上通常會促進CO2的排放，但最終卻能明顯促進土壤碳固存。該研究成果于10月15日在Nature多學科研究期刊Nature Communications(《自然-通訊》)上發表，并被選為亮點文章，在Nature Communications網站以Earth Sciences: Global Worming - Earthworms mediate soil carbon sink為題進行了新聞報道。New Scientist、Live Science、Carbon Brief等科學媒體及《文匯報》隨即對該研究進行了專題報道。
該工作得到國家自然科學基金委和美國國家科學基金會的資助 (NSF)。
蚯蚓活動促進土壤碳固存，圖為自然林中的入侵蚯蚓(Lumbricus rubellus)
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