国家广场草坪翻新，科学家得到意想不到的结果

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微生物迁徙及其环境效应是个很有趣的话题，身处“人类世”，身处“地球村”，“无脚”的微生物现在随着人类活动正在快速迁徙，其环境和健康效应值得关注和研究。

文/陈能场（广东省生态环境技术研究所研究员）

来源：作者赐稿

草坪从新泽西州运到了纽约国家广场，草坪土壤中的微生物也跟着个大迁徙。

美国国家广场草坪，在整修之前。照片版权：约瑟夫罗伯茨。

美国国家广场草坪区在重建过程中面对华盛顿纪念碑，在安装新的草皮之前。图中绿色安全帽是迈克尔Stachowicz，草坪管理专家，国家广场和纪念公园。他正在向学院公园马里兰大学的同学们讲解整修的范围。 

照片版权：约瑟夫罗伯茨

大家记得去年9月15日，《科学》（Science）刊登的中科院城市环境研究所研究员朱永官团队关于微生物的一场没有国界的“全球大迁徙”的论文吗？论文系统阐述了微生物通过人与动物、污水及其他物质的流通在全球范围的迁徙及其环境与生态效应。小到沙石土壤，大到万吨巨轮的压舱水，都可以带动微生物的大规模迁移。人和动物在世界范围内的空前流动推动了微生物的迁徙和部分微生物的富集。

草坪可以说是由草，它的根，以及土壤和微生物组成。如果将新泽西州的草坪搬到国家广场（National Mall），草坪带着新泽西土壤的微生物群也来个大迁徙，是否带来新的环境效应呢？

有科学家就抓住这样的大好机会，研究随着草坪迁移，土壤微生物迁徙过程中的群落变化。

土壤微生物群系（microbiome）与在人类肠道中发现的微生物的集合相似。当微生物失去平衡时，可能会使人生病。土壤微生物群落也是如此，作物或其他环境中的许多最严重的疾病与土壤微生物组的变化有关。因此，研究国家广场中心的换草坪后土壤微生物群系如何变化就变得很重要。

“我的实验室感兴趣的是微生物如何在环境中移动，以及它们如何随着这一运动而改变和适应，”美国农业部农业研究服务研究员Jo Anne Crouch（克劳奇）解释说。克劳奇是这项研究的主要作者。“我们认为来自新泽西州的新进口草坪将向国家广场引入不同的细菌群落。但是，我们发现它们没有显着不同。“

这项工作专注于土壤中存在的细菌。令研究人员感到意外的是，整修前后微生物群落变化不大。土壤中的这些群落被称为土壤微生物群落。

对于他们的研究，克劳奇的团队和马里兰大学草坪病理学家约瑟夫罗伯茨在翻修前后观察了土壤细菌。通过实验室测试，他们使用细菌的DNA来试图找出究竟是什么类型的细菌。结果显示微生物存在一些差异，但对研究人员说革新对细菌有很大影响还不够。

他们还发现了很多种细菌。 例如，在环境中分解氮的细菌大量存在，在受人类影响的环境中常见的细菌也是如此。他们检测到超过1,600种不同的细菌种类。

“我们对结果感到惊讶，因为我们认为微生物组会发生很大的变化，而数据显示的结果并没有，”克劳奇说。 “但是，有很多的信息需要了解。植物如何和他的微生物配对”（关于这一点，请阅读本公号3月27日推送文章“植物真的会养活他的朋友”）因为植物养育着一些“盟友”保持植物健康并对抗疾病和病虫害，很早，人们就认识到许多微生物能够通过提供更好的养分或防御帮助植物保持健康。

此外，克劳奇说，尽管土壤样本之间的变化很小，但科学家们也开始意识到，有时真正重要的微生物是罕见的。这意味着它很难被发现，但可能会大大影响这个团体作为一个整体的运作方式。

她说：“农业生产区和其他自然空间非常容易受到负面变化的影响，微生物组（microbiome）（为我们）提供了一个新的、几乎完全未利用的（研究）机会，来影响植物和微生物之间的相互作用，从而提高植物生产力和健康。”

参考资料：

1.Yong-Guan Zhu, Michael Gillings, Pascal Simonet, Dov Stekel, Steve Banwart, Josep Penuelas. Microbial mass movements. Science. 2017. 357:1099-1100

2.科学家阐述环境微生物大规模迁徙机制 http://www.cas.cn/syky/201709/t20170915_4614511.shtml

3.Zakiya Carter. Soil microbes persist through National Mall facelift.  https://www.soils.org/discover-soils/story/soil-microbes-persist-through-national-mall-facelift.  August 16, 2017

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