广东
近日，中国科学院生态环境研究中心朱永官研究员合作在《Nature Reviews Microbiology》期刊上发表题为“Impacts of pollution on the soil microbiome”的综述论文。
论文构建了“污染来源—土壤环境变化—微生物组响应—生态与健康效应”的概念框架。污染物进入土壤后，可改变土壤酸碱度、氧化还原状态、孔隙结构和水分条件，进而影响土壤微生物组：一是筛选耐受型或代谢特化型微生物，推动群落组成和进化过程的改变；二是使微生物将更多能量用于胁迫防御和解毒，削弱其对碳、氮和磷等循环的贡献；三是通过土壤—植物—动物—人类连续体，引发生物多样性减少、作物产量下降、食物安全风险等连锁效应。
论文进一步指出，土壤微生物组并非污染作用下的被动受害者，也是介导污染物迁移转化及生态健康效应的关键参与者。污染物可通过氧化胁迫、DNA和细胞膜损伤等直接影响微生物，也可通过改变土壤结构、根系分泌物和植物—微生物互作产生间接影响。长期选择压力还会促进微生物代谢重编程、生物膜形成以及抗性和毒力相关基因的水平转移，使群落逐渐由敏感型和功能多样的微生物组合，转变为耐受型微生物占优势、功能冗余降低和营养级网络简化的状态。
与部分传统理化指标相比，微生物群落、功能基因及活性微生物类群能够更灵敏地反映生态系统受到的胁迫。作者提出，未来应推动土壤污染研究由单一污染物毒理学转向系统层面的复合污染研究，综合考虑污染物之间的相互作用、长期生态影响轨迹和修复后的遗留效应。通过整合多组学、单细胞技术、稳定同位素示踪等方法，可识别真正参与污染物转化的活性微生物，构建土壤健康预警指标，并预测生态系统发生不可逆功能损伤的临界点。
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