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土壤养分和矿物组成会影响微生物群落结构的组成与演替,而微生物的生命活动也会对土壤矿物风化、次生矿物形成以及养分循环产生重要影响。探究蛇纹石矿区微生物的群落结构特征并分析其固碳作用潜力对于利用蛇纹石的碳酸化来捕获大气CO2有重要意义。本研究以江苏省东海县蛇纹石矿区为研究对象,采用高通量测序技术对该矿区裸露岩石表层和不同植被覆盖下的蛇纹石表层土壤微生物多样性进行分析,结合X射线衍射仪（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和能谱仪（EDS）等对岩石及土壤样品的分析,探究蛇纹石矿区微生物群落结构在蛇纹石风化过程中的生态作用。研究结果表明,Proteobacteria、Chloroflexi和Actinobacteria在裸露蛇纹石表面和蛇纹石表层土壤中都占据较大比例,是稳定存在的优势种群;Cyanobacteria在裸露岩表、藻类结皮和苔藓植物根际有较高的丰度,但在禾本科植物根际显著减少,这显示了不同风化程度的蛇纹石土壤环境中细菌功能的转变;在苔藓植物根际,Chloroflexi成为占比最大的门,禾本科植物根际土中Actinobacteria丰度激增,成为优势类群;木本植物根际土中的细菌群落结构与禾本科植物根际土中相似;Ascomycota在所有土壤取样样品中都占有一定比例,但在禾本科植物根际占据绝对优势。在属的水平上,Penicillium和Fusarium等具有降解纤维素能力的真菌在蛇纹石矿区的各组取样样品中都占优势,这可能与它们对生物大分子有机质的降解利用有关;木本植物根际土壤与蛇纹石土壤中的真菌群落结构区别明显,结合微生物群落差异显著性检验结果,认为蛇纹石的存在可能对某些属的微生物有筛选或富集作用。根据矿区不同植被覆盖下采集到的蛇纹石样品的矿物分析结果,发现裸露的蛇纹石表面和藻结皮下的蛇纹石中含有方解石和高镁方解石,而苔藓和禾本科植物根际的蛇纹石土壤中只有高镁方解石,推测微生物和植物对蛇纹石的风化使得土壤环境含有大量镁离子,更容易导致高镁方解石的形成。采集该矿区及其周边50 km范围内的多处土壤样品,检测发现高镁方解石仅出现在含有蛇纹石的矿区土壤中,距离矿区越远越难以找到高镁方解石,该结果为利用蛇纹石生物风化形成高镁方解石的途径进行碳素固定提供了新的思路。为了进一步探究蛇纹石风化时耦联碳酸盐形成的能力,开展了将蛇纹石添加在土壤中进行植物培养的盆栽试验,结果显示在土壤中添加蛇纹石种植植物有促进植物生长、提高生物量的作用,同时会提高土壤p H值,增加土壤碳酸盐的形成。因盆栽植物试验时间限制,形成的少量碳酸盐混合在土壤中难以被分离,在矿物组成分析时难以被检测。总体来说,从裸岩到蛇纹石表面覆盖地衣、藻类、禾本科等,植物类群越复杂,细菌的种类增加越显著,群落物种丰富度和均匀度也增加,但真菌种类、物种丰富度和均匀度总体上下降。随着岩石风化程度的增加及植物的定植,土壤和植物似乎能联合塑造一个相对稳定的适应蛇纹石矿区环境的生物群落结构,以共同驱动表层蛇纹石风化和方解石、高镁方解石的形成。这项研究初步揭示了蛇纹石风化成土过程中微生物群落的结构特征以及蛇纹石添加土壤所具有的潜在的生态功能,为利用自然条件下蛇纹石风化来捕获大气CO2提供了理论依据。