科通知[2017]018

各相关单位教师：

根据国家自然科学基金委网站通知，水圈微生物驱动地球元素循环的机制重大研究计划2017年度项目指南已经发布，现将有关事项通知如下：

水是地球生命赖以生存、繁衍、演化的基本物质，是地球系统物质迁移转化与能量流动的重要介质。地球表面约四分之三的面积被海洋、湖沼、河流、冰川等水体覆盖，这些不同形态的水与大气层中的水汽以及地下水共同构成了一个连续而不规则的圈层，即水圈。水圈环境中生活着数量巨大、遗传与代谢方式多样的微生物，它们在地球元素循环中发挥关键驱动作用。目前，人们对于不同水圈生境中微生物的群落形成、代谢方式、生态功能及其与环境互作机制等知之甚少。本重大研究计划拟选择典型水圈自然生境，通过生命科学、地球科学、化学科学、信息科学等多学科的深入研究及深度交叉，结合新技术手段及平台的开发与利用，系统揭示水圈微生物驱动碳氮硫等元素生物地球化学循环的机制，完善生命与地球环境相互作用及协同演化的理论。同时，也为保护水圈生态服务功能、应对全球气候变化、保障地球生态环境安全等提供科学依据和解决方案，并为推动经济社会的可持续发展做出贡献。

一、科学目标

选择水圈自然生境，聚焦微生物参与的碳氮硫等元素生物地球化学循环过程，发现功能微生物（群）与环境之间相互作用的新类型，揭示元素循环与能量代谢新途径及其对生态与地质过程的贡献，阐明水圈微生物驱动碳氮硫等元素生物地球化学循环的机制。

二、核心科学问题

本重大研究计划的核心科学问题:水圈生境中微生物驱动地球元素循环的机制。

该核心科学问题可以展开为以下三个方面：

（一）水圈微生物参与碳氮硫等元素生物地球化学循环的宏观机制与生态效应；

（二）参与碳氮硫元素循环的水圈微生物群落形成及其与环境互作的机理；

（三）水圈微生物物质与能量转换和代谢的新途径及新调控机制。

三、2017年度重点资助研究方向

本重大研究计划聚焦“水圈微生物驱动地球元素循环的机制”这一核心科学问题，研究不同水圈生境微生物群落形成、代谢规律、生态功能及环境响应与反馈的机制，加深对水圈微生物在地球元素循环中作用的综合认知。2017年度重点资助研究方向如下：

(一)大洋重要微生物功能类群及其驱动碳氮硫循环的机制

远离大陆架的广阔海域被称为大洋，大洋是海洋的主体，约占地球表面积的50%，在地球物质循环中起着重要作用。大洋深部多为低温、高压、终年黑暗环境，还存在热液口、冷泉等多种特殊环境，蕴含大量未知微生物（群）。该方向包括但不限于以下方面：

1.包括大洋储碳、固氮、温室气体代谢等在内的功能微生物群落形成及其与环境互作的机制；

2.海底极端环境（热液、冷泉、海底以下深部等）微生物多样性及其与环境互作；

3.典型大洋生境关键功能微生物（群）的代谢新途径及新调控机制；

4.典型大洋生境微生物功能群的时空分布及对碳氮硫循环的驱动和调节机制。

(二)近海与河口微生物驱动碳氮硫循环的机制

近海与河口是物质转化与能量流动最活跃的水圈环境之一，也是微生物与矿物交互作用形式最为多样的水圈环境。该方向包括但不限于以下方面：

1.近海与河口生境微生物群落形成及其与环境互作的机制；

2.近海与河口微生物驱动碳氮硫循环的机制及元素循环之间的耦合机制；

3.近海与河口微生物对碳氮循环（特别是碳源或碳汇）的调节机制，包括对低氧区形成和消亡的影响；

4.近海与河口透光层微生物能量代谢与碳氮硫等元素循环的新途径。

(三)微生物在流域水体（河流、湖泊、湿地等）碳氮硫循环中的驱动机制及生态效应

河流、湖泊和湿地具有高度的环境异质性和微生物群落多样性，是碳氮转化的主要场所，固定的有机碳相当于海洋固碳总量的近40%。该方向包括但不限于以下方面：

1.微生物介导的碳氮硫生物地球化学过程及其耦合机制和生态效应；

2.典型河流、湖泊和湿地等生境微生物群落形成及其与环境互作的机制；

3.驱动流域碳氮硫转化与循环的微生物代谢的新机制。

(四)陆地特殊水生生境微生物碳氮硫代谢的特点及环境适应机制

热泉、盐湖、冰川、矿山酸性排水、岩溶地下水等均为陆地特殊生境，这些生境中的微生物具有独特的环境适应和生长代谢机制，蕴含着探索微生物代谢多样性发生和演化的线索。该方向包括但不限于以下方面：

1.陆地特殊水生生境中微生物群落形成及其与环境互作的机制；

2.关键功能微生物（群）特殊能量代谢以及驱动有机物合成与碳氮硫元素循环的分子机制。

四、遴选项目的基本原则

1.创新性：申请人应根据本重大研究计划的科学目标提出项目申请，申请书应明确阐述拟研究科学问题的意义并提出可验证的创新性科学假说，研究成果应对认识微生物在碳氮硫循环中的作用有清晰的新贡献。

2.学科交叉：学科交叉是本重大研究计划的突出特点，本重大研究计划鼓励并优先支持具实质性学科交叉（即同时具备研究内容和研究团队的交叉和融合）的项目申请。

3.新技术方法：本重大研究计划鼓励研究和发展水圈微生物驱动地球元素循环研究所需新技术和新方法，优先支持通过研发和运用新技术方法开展水圈微生物研究的项目申请。

五、2017年度资助计划

2017年度本重大研究计划拟安排资助直接费用约4000万元。对探索性强、有望开拓新方向的申请将按“培育项目”予以资助，拟资助15-20项，资助期限为3年，直接费用资助强度为60万元-80万元/项，申请书中研究期限应填写为“2018年1月1日-2020年12月31日”；对有较好工作积累、有望取得重要突破的申请将按“重点支持项目”予以资助，拟资助6-8项，资助期限为4年，直接费用资助强度为250万元-350万元/项，申请书中研究期限应填写“2018年1月1日-2021年12月31日”。

六、校内申报截止日期：2017年3月14日

请申请人于2017年3月14日前在线提交申请书及上传附件材料，网址：https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantweb/

项目指南详见附件。请申请人填报完成后打印纸质版连同附件材料一式两份送交科发院。

科发院联系人：

马琳，67391476，lin@bjut.edu.cn

刘刚，67391479，kjcjhs2@bjut.edu.cn

科学技术发展院

2017年2月12日

附件_水圈微生物驱动地球元素循环的机制重大研究计划2017年度项目指南.docx