第一章 学科发展任务和战略地位 1
第一节 土壤生物学的研究任务与意义 1
第二节 土壤生物学的学科战略地位 3
一、我国土壤科学发展的需要 3
二、我国土壤生物学发展在国际竞争中的地位 4
第二章 学科发展历程与态势 7
第一节 土壤生物学发展的概要回顾 7
第二节 土壤生物学的发展态势分析 8
一、土壤生物多样性和时空变异规律 8
二、土壤生物与元素生物地球化学循环 9
三、土壤生物与土壤肥力 12
四、土壤生物与全球变化 14
五、土壤生物与污染修复 16
第三节 我国土壤生物学的发展与主要成就 17
一、我国土壤生物学发展的简要回顾 17
二、我国土壤生物学的主要进展 18
第四节 未来5～10年拟重点发展的研究方向与科学问题 18
第三章 土壤生物网络与生态服务功能 22
第一节 科学意义与战略价值 22
第二节 关键科学问题 26
第三节 优先发展方向和建议 27
一、土壤生物网络结构的刻画与关键网络环节的确定 27
二、土壤生物网络结构与生态进化理论的结合及发展 27
三、农田土壤生物网络和生态服务的调控 29
四、兼顾生物网络与功能的时空尺度 29
五、土壤生物网络和生态服务的稳定性及调控机制 30
第四章 土壤微生物时空演变规律 33
第一节 科学意义与战略价值 33
第二节 关键科学问题 35
第三节 优先发展方向和建议 36
一、土壤微生物多样性及其测度指标 36
二、土壤微生物时空演变驱动机制 36
三、土壤微生物时空演变的尺度效应 37
四、我国主要类型土壤微生物的空间分布格局 38
五、土壤微生物时空演变格局的理论框架和模型 40
六、土壤微生物与植物的相互作用／共进化演变格局 41
第五章 土壤生物地球化学循环的微生物驱动机制 45
第一节 科学意义与战略价值 45
第二节 关键科学问题 50
第三节 优先发展方向和建议 50
一、土壤生源要素循环过程的微生物驱动机制 50
二、环境因子影响土壤碳、氮、磷循环的微生物响应与反馈机制 52
三、土壤生源要素耦合的微生物联作机制 53
四、土壤关键生物地球化学过程的计量学 53
第六章 土壤生物与土壤肥力 56
第一节 科学意义与战略价值 56
第二节 关键科学问题 60
第三节 优先发展方向和建议 61
一、土壤微生物与土壤养分转化和固持 62
二、土壤微生物及微生物—根系互作与土壤酸化逆境 62
三、生物固氮在提高氮素高效利用中的作用机制 63
四、菌根与磷素高效利用机制 64
五、土壤益生菌与养分高效利用机理 64
六、拮抗菌与根系健康及养分利用 65
第七章 土壤生物与全球变化 67
第一节 科学意义与战略价值 67
第二节 国内外发展趋势分析 68
第三节 关键科学问题 77
第四节 优先发展方向和建议 78
一、土壤生物群落响应及适应全球变化的中长期定位观测研究 78
二、温室气体产生和转化的生物学机理及其对全球变化的响应 78
三、全球变化背景下“地上—地下”生物互作机理及其演替 79
四、全球变化背景下土壤动物入侵的生态学效应 79
五、土壤生物对全球变化多因子耦合作用的响应 79
六、全球变化敏感区域土壤微生物群落和功能的演变与适应 80
七、土壤生物地球化学过程与全球变化模式的融合 80
第八章 土壤生物与土壤污染 83
第一节 科学意义与战略价值 83
第二节 国内外发展趋势分析 84
第三节 关键科学问题 90
第四节 优先发展方向和建议 91
一、土壤污染背景下微生物群落结构和多样性的演变及生态效应 91
二、土壤污染物的生物转化和清除机制 92
三、病原菌和抗性基因（及耐药菌）在土壤中的分布规律与传播机制 93
四、土壤污染的生物监测原理与技术 94
五、污染土壤生物修复原理与技术 95
第九章 土壤生物－物理－化学界面过程 100
第一节 科学意义与战略价值 100
第二节 关键科学问题 104
第三节 优先发展方向和建议 106
一、微生物胞外电子传递机制 106
二、土－水界面和根－土界面中微生物介导的物理化学反应过程与机理 107
三、微生物驱动的矿物形成与转化 109
四、土壤结构中生物和物理过程互作机理及其调控作用 110
第十章 土壤生物研究方法与平台 113
第一节 科学意义与战略价值 113
第二节 关键科学问题 117
第三节 优先发展方向和建议 119
一、土壤生物多样性的组学研究 119
二、土壤微生物的单细胞筛选 119
三、土壤生物功能的原位表征技术 120
四、土壤生物学野外联网综合研究平台 122
五、土壤生物信息分析 123
第十一章 资助机制和政策建议 126
第一节 建设土壤生物学多学科交叉卓越研究中心 127
第二节 组织国家／国际层面的大型科学研究计划 127
第三节 在基础研究层面部署重点研究项目 128
第四节 在应用研究层面加强与政府和企业的合作 128
第五节 加强人才培养和国际合作 128
附录 国际土壤生物学重大研究计划介绍 130
1研究计划一：英国土壤生物多样性研究计划 130
2研究计划二：土壤生物地球化学的界面过程 132
3研究计划三：欧洲土壤生态功能与生物多样性指示物种研究 134
索 引 138