土壤微生物在陆地生态系统物质循环过程中发挥着重要作用。由于人类活动的加剧,土壤及生活于其中的微生物正经受越来越多的外部环境扰动,可能造成土壤微生物群落及其功能的失衡和紊乱,进而危害土壤生态系统健康,降低土壤可持续生产能力。因此,有关土壤微生物群落及其功能对环境变化的响应特征研究就显得尤为重要。近期土壤污染与生物响应研究组围绕这一问题开展研究工作,取得系列进展:
(1)首次证实了人工稀土氧化物纳米颗粒可通过共选择和基因水平转移机制,诱导土壤微生物群落水平抗生素抗性的增强,该研究从新的角度揭示了人工纳米材料被人忽视的一种潜在环境风险,对于指导人工纳米材料的安全生产和应用具有重要意义(Qi et. al., Environmental Science: Nano, 2019, 6, 456-466)。
(2)长期施肥增加了土壤中氨氧化细菌、古菌和全程氨氧化微生物的丰度,但三者的增加幅度不同,功能微生丰度的增加进而提高了土壤氨氧化潜势和亚硝酸氧化潜势,该研究为认识和管理农田生态系统氮循环过程提供了理论依据(Wang et al., Science of the Total Environment, 2019, 668, 224-233)。
(3)外生菌根真菌能够提高氮循环微生物可利用底物的浓度,进而缓解酸雨对氮循环微生物的不利影响,该研究为利用生态学原理调控环境胁迫对土壤微生物群落及其功能的不利影响提供了新思路(Li et. al., Environmental Microbiology 2019, 21, 299-313)。
(4)在缓解环境胁迫不利影响方面,生物质炭的施用可提高了土壤pH、总有机碳和总氮含量,并诱导土壤微生物群落中四环素降解菌的增加,进而加速四环素类抗生素的去除,该研究揭示了利用生物质炭修复抗生素污染土壤的可行性及其机制(Yue et. al., Journal of Hazardous Materials, 2019, 380, 120821)。
(5)真菌多样性与植物多样性具有较强的一致性,均随海拔梯度呈递减趋势,主要受年均温影响;而细菌多样性并不都随海拔梯度呈递减模式,但均主要受土壤pH影响;以上研究拓展了土壤微生物地理分布规律的认知,并为高山生态系统土壤微生物对气候变化的响应提供指导(Shen et al., FEMS Microbiology Ecology, 2019, 95, fiz003; Shen et al., Environmental Microbiology, 2020, 22: 3287-3301)。
论文链接
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/en/c8en01129j#!divAbstract
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969719309398
https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.14457
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389419307745
https://academic.oup.com/femsec/article/95/2/fiz003/5281419
https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15090