近日,，我校高等研究院的徐諾寒博士所在課題組聯(lián)合中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心朱永官院士團(tuán)隊，在環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)領(lǐng)域國際頂級期刊《Global Change Biology》（南大版學(xué)科卓越期刊 & SCI一區(qū)TOP期刊,，IF 10.8）,，發(fā)表研究論文《Integrating anthropogenic-pesticide interactions into a soil health-microbial index for sustainable agriculture at global scale》,，其中徐諾寒博士是論文的第一作者，朱永官院士和錢海豐教授是通訊作者，紹興文理學(xué)院是第一完成單位,。

（文章鏈接：https://doi.org/10.1111/gcb.17596）

　　自人類世以來,，集約化農(nóng)業(yè)中的土壤微生物群落正面臨農(nóng)藥污染、氣候變化,、人類經(jīng)濟(jì)活動和土地利用等多重人為因素的壓力,。然而，這些因素之間的相互作用尚未被深入研究,。研究團(tuán)隊通過分析來自全球的2,326個土壤宏基因組數(shù)據(jù),，提出了一種綜合性的土壤健康-微生物指數(shù)，該指數(shù)整合了微生物多樣性,、養(yǎng)分循環(huán)潛力,、代謝活性、初級生產(chǎn)力以及健康風(fēng)險等多方面指標(biāo),，用于評估土壤微生物群落健康在農(nóng)藥和人為干擾因素影響下的響應(yīng)情況,。

　　團(tuán)隊首次對受農(nóng)藥污染的土壤微生物群落健康狀況進(jìn)行了全面分析，結(jié)果顯示農(nóng)田的健康-微生物指數(shù)相對較低,，表明農(nóng)田的生態(tài)功能可能存在失衡（圖1）,。對微生物負(fù)面影響最大的前三因素中，農(nóng)藥風(fēng)險對農(nóng)田健康-微生物指數(shù)的影響位居第二,，僅次于二氧化碳排放和人口密度,。因此，農(nóng)田中廣泛使用和高濃度的農(nóng)藥是導(dǎo)致農(nóng)田健康-微生物指數(shù)下降的主要原因（圖2）,。然而,，僅了解農(nóng)藥對健康-微生物指數(shù)的單獨(dú)影響是不夠的，因為多個因素可能同時土壤微生物健康,。團(tuán)隊分析了農(nóng)藥與人為因素之間的相互作用,，研究結(jié)果表明，農(nóng)藥會與多種因素協(xié)同作用加劇農(nóng)藥對健康-微生物指數(shù)的負(fù)面影響（圖3）,。團(tuán)隊構(gòu)建了一個基于機(jī)器學(xué)習(xí)模型,，評估農(nóng)藥及其他人為因素對土壤健康-微生物指數(shù)的影響。模型預(yù)測顯示,，即便在可持續(xù)發(fā)展情景下,，2015年至2040年期間,，全球約26%的農(nóng)田土壤健康-微生物指數(shù)仍可能下降（圖4）,。換言之，即使通過減少農(nóng)藥使用和推動社會可持續(xù)發(fā)展的策略,，人類仍難以完全遏制土壤微生物群落健康的惡化,。團(tuán)隊研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)，要在全球范圍內(nèi)維持土壤微生物群落的健康，不僅需要優(yōu)化農(nóng)藥管理,，還需應(yīng)對更廣泛的人為干擾因素,。

圖1. 土壤健康-微生物指數(shù)的分布

圖2. 農(nóng)藥污染對健康-微生物指數(shù)的影響

圖3. 農(nóng)藥風(fēng)險與人為因素交互作用對健康-微生物指數(shù)的影響

圖4. SSP1-2.6 情景下健康-微生物指數(shù)的全球預(yù)測

團(tuán)隊近期發(fā)表和具有代表性的相關(guān)文章：

Zhang Z.Y., Zhang Q., Chen B.F., Yu Y.T., Wang T.Z., Xu N.H., Fan X.J., Penuelas J., Fu Z.W., Deng Y., Zhu Y.-G., Qian H.F.,* Global biogeography of microbes driving ocean ecological status under climate change. (2024) Nature Communications, 15, 4657.

Zhang, Q., Xu, N., Lei, C., Chen, B., Wang, T., Ma, Y., Lu, T., Penuelas, J., Gillings, M., Zhu, Y., Fu, Z., Qian, H.F.,* Metagenomic insight into the global dissemination of the antibiotic resistome. (2023) Advanced Science, 10, 2303925

Chen B.F., Zhang, Z.Y., Zhang Q., Xu, N.H., Lu T., Wang, T.Z., Hong W., Fu Z.W., Penuelas J., Gillings M., Qian, H.F.,* Antimicrobial Peptides in the Global Microbiome: Biosynthetic Genes and Resistance Determinants. (2023) Environmental Science & Technology, 57, 7698-7708

Xu, N., Qiu, D., Zhang, Z., Wang, Y., Chen, B., Zhang, Q., Wang, T., Hong, W., Zhou, N., Penuelas, J., Gillings, M., Zhu, Y., Qian, H.F.,* A global atlas of marine antibiotic resistance genes and their expression. (2023) Water Research, 244, 120488

Zhang, Z.Y., Zhang, Q., Wang, T.Z., Xu, N.H., Lu, T., Hong, W.J., Penuelas, J., Gillings, M., Wang, M.X., Gao, W., Qian, H.F.,* Assessment of global health risk of antibiotic resistance genes. (2022) Nature Communications, 13, 1553. ESI高被引論文

作者簡介

　　第一作者：徐諾寒

　　徐諾寒，博士,，助理研究員,。主要關(guān)注“農(nóng)藥-作物微生物”農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，結(jié)合作物微生物學(xué),、大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能,，進(jìn)行農(nóng)用化學(xué)品的環(huán)境健康評估。目前已發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇,，其中包括第一作者(含共同)在 Water Res, Environ Pollut, Environ Microbiol, Global Change Biol 等期刊發(fā)表11篇,，含1篇ESI高被引論文 (SCI一區(qū)期刊J Agric Food Chem)，H指數(shù) 13,。主持紹興市級科技計劃重點(diǎn)項目,，參與國家自然科學(xué)基金面上基金等項目。

通訊作者：朱永官院士

　　朱永官,，博士,，研究員，中國科學(xué)院院士,，發(fā)展中國家科學(xué)院院士?，F(xiàn)任中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心主任。長期從事環(huán)境土壤學(xué)和環(huán)境生物學(xué)研究,。牽頭主持國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體,、重大項目、重點(diǎn)項目,、重大國際合作項目,、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項和國際創(chuàng)新團(tuán)隊項目等國家重大任務(wù)10 多項。先后獲得國家自然科學(xué)二等獎(2009,、 2023),、發(fā)展中國家科學(xué)院(TWAS) 農(nóng)業(yè)科學(xué)獎(2013)、國際土壤科學(xué)聯(lián)合會李比希獎(Von Liebig Award) (2022)等榮譽(yù) 10 多項,。建立了國內(nèi)首個抗性基因高通量定量 PCR 技術(shù)平臺,，并采用該平臺研究了不同環(huán)境中抗性基因的多樣性、豐度,、分布特征及影響因素等,，已在 Science、 PNAS 和 Nature Microbiology 等頂級期刊發(fā)表多篇相關(guān)研究論文,。2016-2023 年連續(xù)八年入選科睿唯安(Clarivate Analytics)全球高被引科學(xué)家,，Web of Science 系統(tǒng)引用 60,000 余次，H 指數(shù) 126。

通訊作者：錢海豐教授

　　?錢海豐,，博士,，教授，博士生導(dǎo)師,，入選中國科學(xué)院百人計劃,，日本京都大學(xué) JSPS 研究員，浙江省中青年學(xué)術(shù)帶頭人,。主持國家自然科學(xué)基金項目 7 項,、浙江省杰出青年基金、浙江省自然科學(xué)重點(diǎn)基金等項目,，長期從事與環(huán)境微生物學(xué)研究,，成果在 Nat Commun, Microbiome, ISME J, Environ Sci Technol, Wat Res, Environ Microbiol, Appl Environ Microb, Environ Int, J Agric Food Chem 等發(fā)表 SCI 論文 190 余篇，被 SCI 源期刊論文引用 8200 余次,，H 指數(shù) 52,；授權(quán)國家發(fā)明專利 7 項，并以第一完成人獲浙江省自然科學(xué)獎,、浙江省生物信息學(xué)會自然科學(xué)獎等,。擔(dān)任 Nature、Nature Geoscience 等雜志審稿人,，并擔(dān)任浙江省微生物生態(tài)專業(yè)委員會副主任委員和《生態(tài)毒理學(xué)報》編委等,。

編輯：趙晗宇　嚴(yán)許媖