新知 | 增强城市土壤生物多样性调控以促进人类健康
2023/3/19 8:00:00 中科院之声
城市生物多样性的重要储库——土壤
地球正在迅速城市化。城市中过高的人口密度会对环境造成影响，共同威胁着生物多样性，降低生态系统的服务功能，并影响人类的健康和福祉。土壤是地球上最大的生物多样性储库之一，主导多种关键生态系统功能，如营养循环、有机物分解、土壤形成并维持植物生长等。土壤生物多样性和功能的重要性在世界范围内得到关注，而对于城市生态系统中的相关认知却仍相对滞后。土壤生物多样性库并不局限于城市公共绿地，因为它包括所有与土壤相关的系统，如私人庭院、社区花园、路边、人行道、绿色屋顶、绿色墙壁以及室内盆栽和室内外土壤源的空气微生物载体(或灰尘)(图1)。
图1 土壤是城市生态系统中生物多样性的主要储存库
与城市化相关的管理措施，如清除或替换天然土壤、表面密封和压实、污染以及地上植被的变化，都会影响土壤中的生物多样性，从而影响它们对支持人类健康的功能发挥。然而，城市土壤生物多样性在人类健康保障上发挥的重要作用，仍未得到充分的探索与研究。
基于此，中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队对城市生态系统中的土壤生物多样性研究进行了梳理，全面阐述了其与人类健康之间的多种联系，以强调为什么土壤生物多样性对城市生态系统中的人类健康至关重要，并最终提出了通过提高土壤生物多样性来促进城市中人类健康的潜在途径和调控策略。其中，研究表明，土壤生物多样性与人类健康的负面联系主要包括病原体和耐药菌的载体、不健康土壤释放储存的温室气体的可能性等；与人类健康的积极联系包括抑制土传人类病原体、修复被污染的土壤以及增强免疫调节等。
利用土壤生物多样性来管理城市居民健康
城市生态系统恢复和多样化的植物-土壤系统更新是通过改善土壤生物多样性以促进人类健康的一个有前景的策略。保护和恢复城市中的土壤生物多样性应被优先考虑，这可通过减少病原体、净化土壤污染物，以及加强人体免疫调节和调节人体微生物组等方式，减少人体免疫介导疾病的风险并改善人类健康(图2)。此外，这将同时有利于与土壤生物多样性的其他生态系统功能的提供，通过改善人们生活的环境质量来对人类健康产生积极影响。
图2 调控城市土壤生物多样性来促进人类健康
提高城市土壤生物多样性可能对人类健康维持有好处并值得进一步挖掘。我们提出，通过调控城市土壤生物多样性来促进人类健康可通过以下几种潜在途径，例如：
(1)保护、加强和扩大生物多样性的绿地，减少城市及其周围的土壤密封，以保护不同土壤生物的栖息地，并提高区域的生物多样性；
(2)保持和移植利于土壤生物的栖息地，为它们提供合适的生活条件，如在城市公园保留落叶，这可能有助于支持凋落物分解者的生存，这不仅会增加土壤的生物多样性，还可通过捕食来控制土壤病原体；
(3)为建筑物建立更多的绿色基础设施，并对它们进行管理，增加植被多样性和复杂性，为土壤生物群落提供更多的栖息地和食物资源，同时通过生物相互作用来减少土壤病原体；
(4)建立高生物多样性的室内植物-土壤系统，增加人们对土壤及其生物多样性的接触，同时改善环境中的生物多样性，从而有利于人体免疫调控。
这些建议可为整合土壤生物多样性以促进人类健康和城市可持续发展提供重要的实践基础和参考，同时，这也应得到公共卫生、城市规划、环境可持续性和生物多样性管理等相关部门的进一步关注。
为了实现这些目标，我们需要对城市的土壤生物多样性进行更多的研究，特别是对城市和邻近的非城市土壤进行比较。应调查广泛的生物分类群及其对城市环境的适应机制。恢复城市土壤生物多样性也需要充分考虑城市的规模和居民的数量。此外，我们还需要更多证据来确定哪些土壤生物多样性干预措施能对人类健康有最大的好处。因此，利用管理土壤生物多样性来促进城市人群健康是跨学科研究的一个引人注目的领域，迫切需要通过多方合作将土壤生态学与医学和社会学科联系起来。
结论与展望
土壤生物多样性是支持生态系统和人类健康的关键组分。作为提高人类健康的一个有前景的选择，我们认为，目前迫切需要更好地理解和调控城市土壤生物多样性。同时，利用城市土壤生物多样性来促进人类健康，也将为基于自然的解决方案提供一个新的视角，有助于应对生物多样性丧失、气候变化和城市中人类日益增长的疾病负担等日益严峻的一系列挑战。
来源：中国科学院城市环境研究所
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