七年研究发现全球变暖降低土壤微生物多样性

据美国10月《大众科学》期网站7月3日报道，微生物的多样性是保持土壤健康的关键。

根据该报告，人们对气候变化对人类、野生动物和植物的许多潜在影响的了解相对较多。气温上升和极端天气事件可能导致粮食不安全、栖息地丧失以及生物物种减少或灭绝。然而，了解气候变化如何影响地球上随处可见但肉眼不可见的微生物或微小生物也非常重要。

指出微生物是地球上已知的最早的生命形式。它们在有机物分解、养分循环、土壤团聚甚至病原体控制等生态过程中发挥着关键作用。它们的丰富性和多样性有助于维持一个稳定和健康的全球生态系统。然而，如果微生物多样性发生变化，其他生物应对气候变化的能力也可能受到影响。

本月发表在《自然微生物学》年10月刊上的一项研究报告称，长期的全球变暖降低了草原土壤中微生物的生物多样性。报告作者进行了为期7年的研究，观察微生物群落在应对气候变暖、降水变化、生物量年度迁移等气候变化时的变化。他们发现细菌、真菌和原生动物的数量下降了。

微生物多样性对于维持土壤的健康和质量非常重要，并使土壤在维持生物生产力和支持动物和植物的健康方面发挥至关重要的作用。不幸的是，微生物多样性的丧失将伴随着其功能的丧失。这对人类来说不是一件好事，因为这将导致作物种植能力下降，环境破坏增加，杀死致病微生物和植物的能力下降，罗格斯大学人类微生物组的研究员马丁布拉瑟(Martin blaser)说。布雷泽没有参与这项研究。

为了支持不断增长的人口所需的粮食生产，农民需要健康的土壤。布雷泽说，气候变化导致的微生物多样性减少不仅会影响我们种植食物的能力，还会导致一些食物的营养价值降低。这是因为微生物多样性是促进营养摄入和使植物更容易获得必需的土壤矿物质和微量营养素所必需的。

世界上有20多亿人缺乏微量营养素，导致心血管疾病、先天性残疾和精神健康问题。比如中国很多孩子缺乏铁和锌，可能是土壤和食物中缺乏这些元素造成的。2007年，中国约40%的土地缺铁缺锌。

印第安纳大学生物学教授杰伊列侬没有参与这项研究，他说：“人类的福祉与微生物直接相关。当然，我们的健康受到生活在我们体内的数万亿微生物的密切影响。在自然界，它们还提供基本服务，包括分解污染物、净化水源、确保土壤肥力，以养活地球上不断增长的人口。”

微生物的一个重要作用是降低农作物中污染物的浓度，这一点至关重要，因为生鲜农产品的病原体污染对人类健康构成了迫切的威胁。例如，食用生长在含有非堆肥动物粪便的土壤中的受污染蔬菜可能会导致沙门氏菌和大肠杆菌等病原体进入人体。此外，当温度过高时，一些植物防御系统的运行效率会下降，这使它们更容易受到病原体的感染。一般来说，土壤微生物多样性可以通过地下复杂的相互作用帮助抑制病原性土壤生物，并可能抑制病原体的生长或滞留。

列侬说：“科学家担心气候变化对霍乱等疾病传播的影响以及新病原体的出现。动植物宿主和微生物之间的共生关系变得复杂。目前还不清楚气候变化将如何改变这些关系，会产生什么后果。”

归根结底，保护生物多样性地球上所有生物的多样性对维持全球生态系统的稳定至关重要。生物多样性的丧失是由气候变化推动的，生物多样性的下降也会加速气候变化，这使得它成为一个正反馈循环。例如，生物多样性丧失导致的生态系统不稳定削弱了地球调节温室气体排放和防止极端天气事件的能力，这反过来改变了许多生态系统的结构，使物种更加脆弱。

由于微生物是看不见的，所以保护起来比较困难。一些研究表明，对微生物生态系统及其功能的理解必须提高到与动物和植物相同的水平，以便它们能够在保护倡议和政策中受到重视。但是，保护动植物仍然是必不可少的，因为随着一些动植物的灭绝，与之相关的微生物也可能消失。

列侬说：“在某种程度上，保护动物和植物也将有助于维持与之相关的微生物群。例如，最近的一篇论文讨论了‘声学重建’3354，即重建自然声音环境3354的努力，如何有助于包括维护生态系统在内的保护工作。”

布雷泽说，微生物多样性的丧失也可能是由于化肥、农药的使用和单一的栽培方式造成的。具体的解决方案，如作物多样化和减少化学杀虫剂的使用，可能会减少对微生物多样性的负面影响。应对气候变化，需要关注很多方面，生物多样性的丧失是必须要应对的，包括那些我们可能从来没有想到过，却赖以生存的生物。