上海交通大学农业与生物学院惠楠团队在Environmental Science and Ecotechnology、Environment International、Urban Forestry & Urban Greening、Soil Biology and Biochemistry、CATENA和Journal of Cleaner Production发表了研究论文，揭示了跨气候带城市土壤微生物群落结构及功能基因的演变规律，阐明了城市化驱动下微生物同质化、抗性基因扩散与生态功能维持的协同机制。

城市化进程引入的污染物和人类干扰会影响土壤微生物多样性和功能，不利于生态系统服务的可持续性。不同植被类型可通过招募不同种类和功能的土壤微生物，改变其局部组成。为探究全球城市化过程中土壤微生物和抗性基因变化情况，团队以芬兰赫尔辛基（寒带）、美国巴尔的摩为（温带）和新加坡（热带）自然森林、新老城市公园不同植被类型土壤为研究对象，利用扩增子测序和Geo Chip阵列等技术手段，重点剖析了微生物组成和功能，以及微生物抗逆基因（SRGs），金属抗性基因（MRGs）和抗生素抗性基因（ARGs）变化情况。研究发现，城市化显著改变了土壤细菌和真菌群落结构，其中细菌群落的同质化程度更高，并且细菌和真菌对城市化的响应不同步，但两者功能性状的重叠维持了城市生态系统的功能弹性（发表于Environmental Science and Ecotechnology，2025）。同时，我们的结果表明，城市化是塑造城市土壤微生物组成的主导因素，且城市土壤微生物功能与自然森林相当，表现出冗余（发表于Soil Biology and Biochemistry，2024）。真菌调研发现，低温可能促进植物-菌根共生策略，但抑制腐生菌活性，且城市化导致真菌多样性降低（老城区公园<参考森林）（发表于CATENA，2024）。针对微生物SRGs的研究发现，高温高湿环境可能驱动微生物演化出更强的环境胁迫响应机制，同时城市化会加剧SRGs富集（发表于Urban Forestry & Urban Greening，2025）。随着公园使用年限增加，土壤中金属（Fe、Al占比超90%）及MRGs和ARGs含量显著上升（发表于Environment International，2025和Journal of Cleaner Production，2023），提示长期人为活动可能通过金属污染加剧公共健康风险。综上，本团队的研究结果揭示了全球不同气候带土壤微生物和环境因子在城市化背景下的变化机制，为协调城市化与生态健康提供了科学依据。

图1 全球气候带对土壤微生物和抗性基因的城市化及植被效应

研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家自然科学基金青年科学基金和上海市科学技术委员会的项目资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.137275

https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.107860

https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109352

https://doi.org/10.1016/j.ufug.2024.128595

http://doi.org/10.1016/j.envint.2025.109369

https://doi.org/10.1016/j.ese.2025.100547