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城乡梯度对土壤微生物群落组成及功能差异的影响

3、环境科学 > 专题9：城市化与土壤安全

土壤微生物在地表多个关键生态过程中发挥着重要的作用。快速城市化过程使得城市及其周边地区土地利用发生了巨大变化，形成了城市—城郊—农业/自然生态系统的城乡梯度，进而影响了土壤微生物群落的组成及其功能。本研究系统综述并分析了城镇化梯度下土壤微生物群落的组成特征、影响因素及其在不同土壤环境中的功能差异。研究表明，城乡环境梯度造成了不同景观中土壤微生物群落的组成和功能差异，决定了其在空间上的分异特征。在城市环境中，高强度人类活动使得城市绿地中的土壤微生物群落多样性较高，微生物活性高但不稳定，土壤微生物群落多与人类活动密切相关，如变形菌门、酸杆菌门等在城市绿地中的丰富度较高。城郊地区景观复杂，多样性和破碎化的程度较高，土壤微生物的多样性较高，在农田、路域和工业用地中会出现更加适应环境的优势种群，如与抗生素、重金属等污染物降解相关的土壤微生物。在远离城镇的农田和自然生态系统中，土壤微生物的生物量较高，但多样性较低，主要与有机质的分解等生物地球化学过程关系较为密切。在不同城乡梯度，由于土地利用的差异，其引起的植被覆盖、土壤理化性质、土壤含水量等多方面的差异，共同影响了土壤中微生物群落的组成。由于人类活动的影响，不同城乡环境中的污染物会对微生物的组成和功能产生重要作用，明确土壤微生物对城乡梯度上污染物的响应与作用过程，可为城乡共生体土壤安全、废弃物循环利用和维护人类健康提供科学基础。