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本文通过系统综述过去 30 年研究城市土壤微生物多样性的文献，发现现有知识存在不足和偏差。研究多聚焦原核生物，功能研究少，地理分布不均。还明确了影响科研和公众关注的因素，对全面了解城市土壤微生物多样性意义重大。
### 城市土壤微生物多样性研究的背景与意义
随着城市化进程的加快，预计到 2050 年，全球近 70% 的人口将居住在城市环境中。城市绿地作为现代城市的关键组成部分，能提供诸多生态系统服务，比如缓解热岛效应。而这些服务很大程度上依赖于土壤中的微生物生命，土壤是地球上生物多样性最丰富的储存库之一。土壤微生物群落参与养分循环、抑制疾病和形成根共生等关键功能，影响植物生长和健康。同时，城市土壤微生物群还能直接影响人类健康，在 “同一健康”（One Health）视角下具有核心作用。
然而，城市环境常面临非生物胁迫，如污染，这对生物多样性有负面影响。尽管如此，近期调查显示城市土壤是微生物多样性的热点区域，不仅在分类学上，在功能方面也是如此，这可能与人类的管理活动有关。但公众对土壤提供的关键生态系统服务和潜在风险的认识仍然很低，土壤科学家、利益相关者和公众之间的互动有限，导致研究议程与公众需求不一致，许多土壤多样性相关问题在自然保护或城市相关政策中未得到充分关注。此外，社会普遍存在微生物素养低的问题，微生物相关话题应尽早纳入学校课程。因此，有必要深入了解城市土壤微生物多样性，并以更有效的方式向专业人士、公众和政策制定者传播科学成果。
城市土壤微生物多样性研究的现状分析
为了全面了解城市土壤微生物多样性的研究情况，研究人员进行了文献计量分析。通过在 Web of Sciences 数据库中使用特定关键词进行自动广泛搜索，检索到 1987 年至 2023 年期间关于城市土壤微生物群的研究文献，最初得到 354 条记录，经过人工筛选，最终保留 237 项研究用于进一步分析。
在研究的微生物类群方面，原核生物受到的关注随时间增长趋势明显，这可能是因为原核生物对环境变化更敏感，能更准确地指示城市土壤质量。真菌的受关注程度也在上升，它们在维持植物生长、生物修复以及作为病原体等方面发挥着重要作用。但其他微生物真核生物的研究趋势基本未变，可能是由于对其多样性和功能的了解有限。病毒虽然对植物、动物和人类健康以及生物地球化学循环具有重要意义，但在城市土壤研究中被严重忽视，这可能是因为病毒的多系起源使得基于单一基因标记的元条形码技术难以对其群落进行全面表征。
在实验技术方面，分子方法应用最为广泛，这与下一代 DNA 测序技术的普及有关。但在综合研究土壤微生物群（“全群落” 研究）中，间接定量技术，如测量微生物生物量的方法，仍比分子工具使用更普遍。不过，功能方面的研究较少，只有少数研究应用了宏基因组学和宏转录组学技术，这可能是由于分析成本高和计算复杂度大。
此外，大多数研究都会考虑土壤的物理化学特征和污染物，这反映了微生物作为土壤质量指标的重要性。但研究植物群落对城市土壤微生物群影响的较少，考虑管理实践和社会经济因素的研究更是稀少，导致相关数据碎片化，信息价值有限。
研究变量对科研兴趣和公众关注度的影响
科学研究往往会受到认知偏差的影响，本研究通过文献计量方法结合统计建模，探究了影响城市土壤微生物生态学领域科研和公众关注的因素。研究发现，科研关注度主要受组学工具的使用以及微生物生物量和呼吸等经典微生物特征的驱动，而报道微生物呼吸或关注土壤特征的研究在网络上的关注度较低。多分类群研究虽然不符合科研界的兴趣，但却能提高网络关注度，这可能是因为这些研究常涉及蚯蚓等公众熟悉的动物，以及植物相关研究在造林和粮食生产方面的潜在应用。
一般来说，特定的微生物分类群不会影响公众关注度，因为非科研公众对生物多样性的兴趣较为宽泛，对分类群细节和实验技术不太关注。在科研界，与原核生物相比，真菌研究的引用率较低，其他微生物类群也有类似趋势，这可能是因为这些类群的研究领域较为特定，限制了科研界的兴趣范围。不过，随着一些大型国际倡议的开展，真菌研究有望得到更多关注。
城市土壤微生物多样性研究的地理分布特征
研究人员进一步分析了研究地点和通讯作者机构的空间分布。结果显示，研究城市和通讯作者所在国家与全球人口密度有明显重叠，研究最多的大洲是欧洲、亚洲和美洲，而许多低收入和人口密集的国家，如中美洲、非洲和南亚的部分国家，在研究中的代表性不足。这可能是由于这些地区科研资金匮乏、政治不稳定导致资源分配效率低下，以及当地专家短缺和人才流失等原因。此外，本研究仅系统回顾了英文文献，若纳入其他语言或小众期刊的文章，可能会更好地反映这些地区的情况。
从研究的地理尺度来看，大多数研究（85%）在本地尺度（同一城市）进行，这可能无法代表同一国家不同城市的情况，限制了土壤生物多样性保护立法和城市绿化规划在国家层面的实施。虽然大规模研究对知识的贡献更大，但由于资金、合作和采样等方面的困难，全球尺度的研究较少。科研界的兴趣主要集中在少数大城市的土壤微生物群研究上，这可能会导致对城市微生物多样性的理解出现偏差，因为大城市存在许多极端环境压力因素，且世界上近 50% 的城市人口居住在人口不足 50 万的城市，因此研究大小城市对于全面了解城市生物多样性至关重要。
研究结论与展望
本研究回顾了过去 30 年城市土壤微生物多样性的研究文献，发现当前对城市土壤微生物群的认识和关注存在不足和偏差。在研究内容上，功能方面的研究缺乏，原核生物研究较多，其他类群如微生物真核生物和病毒被忽视，真菌研究也未得到足够重视。在地理分布上，研究主要集中在北半球的少数大城市，许多地区有待进一步探索。
通过文献计量和统计建模，明确了影响科研和公众关注的因素。科研界更关注微生物的一般特征和组学技术，而多分类群和时间进程研究更吸引公众。基于这些结果，研究人员强调需要推广对城市土壤环境的综合研究，同时考虑微生物多样性、功能、理化特征以及其他生物多样性层面。
本研究也存在一定局限性，如未对检索到的文献数据进行详细解读，且仅通过网络得分衡量公众兴趣可能存在偏差。未来的研究应扩大地理研究范围，加强不同地区研究团队的合作，增加功能研究，提高公众对城市土壤微生物多样性的认识，为城市生态系统的可持续发展提供更有力的支持。
