土壤微生物功能与进化灵活性的权衡策略研究获进展
在国家自然科学基金、广东省科技计划等项目资助下，中国科学院华南植物园副研究员周曙仡聃、研究员刘菊秀团队，在城市化背景下土壤微生物功能与进化灵活性权衡策略研究方面取得重要成果。近日，相关研究发表于《自然-城市》（Nature Cities）。
论文共同第一作者兼共同通讯作者周曙仡聃指出，城市公园作为城市生态系统的关键构成部分，为土壤微生物营造了独特的生存环境。但在快速城市化进程加速推进的当下，微生物群落的功能多样性以及进化潜力究竟是否发生改变，目前尚缺乏系统性的认知。
自然森林与城市公园环境下微生物基因组变异的比较。研究团队供图针对上述问题，研究团队对珠三角地区多个城市公园与天然森林的土壤微生物展开了系统对比研究，成功揭示出城市化正深刻重塑土壤微生物的组成结构、功能特性以及进化轨迹。研究结果表明，城市公园土壤微生物的多样性显著提升，同时与碳、氮、磷、硫循环等关键生态过程相关的功能潜力也大幅增强。
然而，功能潜力的增强并不必然意味着进化潜力会同步提升。通过基因组分析，研究团队发现了明显的“功能—进化权衡”现象：城市公园中的土壤微生物，尽管展现出更强的养分循环能力以及更高的功能基因丰度，但它们的基因组规模相对较小，遗传趋同现象更为突出，这表明在人为环境压力的长期作用下，城市公园土壤微生物形成了收缩型的进化路径。
与之形成鲜明对比的是，天然森林中的土壤微生物通常拥有更大的基因组，并且具有更强的纯化选择信号，这反映出在资源分布异质且长期稳定的自然环境中，天然森林土壤微生物形成了深层次的遗传积累和丰富的代谢多样性。这种进化储备使得天然森林土壤微生物在面临环境波动时，能够保持更高的适应能力和生态韧性。
综合来看，城市化进程正推动土壤微生物群落朝着“快速周转繁衍，但舍弃部分进化潜力”的方向转变。虽然城市公园在短期内可能有效提升养分循环等生态服务能力，但从长远角度而言，其长期适应能力和抗扰动潜力值得引起高度关注。研究强调，在城市绿地的规划与建设过程中，应在着力提升土壤微生物功能表现的同时，高度重视对微生物多样性以及进化潜力的保护，以此为城市生态系统的长期可持续发展提供坚实支撑。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s44284-026-00412-4
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