土壤健康的微生物评价指标评估土壤健康一般需要综合考虑土壤物理、化学及生物(微生物)指标。其中，土壤微生物组具有对土壤健康进行综合评估的能力，
这是土壤物理/化学指标所无法比拟的，而且微生物作为单细胞生物，繁殖周期短，对环境变化反应敏感，因此是诊断土壤健康的理想指示生物。目
前已有多种微生物指标被用来指示土壤健康，如微生物群落多样性、基因多样性、土壤酶活性、微生物生物量、病原菌和土壤生物网络复杂性等指标
。土壤酶活性与土壤有机质、土壤物理性质及微生物活性密切相关，可用作土壤生产力和污染程度的量度，微生物网络中核心节点的土壤微生物类群
与土壤功能潜力高度相关，稀有物种与关键物种可能是生态系统多功能的指示微生物，菌根真菌是不同土壤区域适宜种植的森林类型的指示生物，皮
氏罗尔斯通氏菌株(Ralstoniapickettii)和贪铜菌属(Cupriavidusgilardii)可作为诊断土壤重金
属污染的指示物种；植物病害反应的等级与土壤健康息息相关等。然而，由于土壤生态系统的高度复杂性和多功能性，很难确定一个单一的土壤健康
指示微生物，可能需要通过综合几种微生物指标和特定生态系统服务功能来指示土壤健康。土壤健康评价需要对表征土壤生态系统服务的各项功能及
微生物指标等进行综合评估，如图2所示，这些指标非常复杂数量也非常多。因此，如何从众多指标中挑选高度代表性的指标是对土壤健康进行有效
评估的挑战。有研究者推荐使用最小数据集(minimumdataset,MDS)模型来评估土壤健康，其最小数据集的选择首先是通
过专家预先评估来提供多种土壤健康指标，然后通过数理统计分析，如多元回归及多重相关分析等减少指标数量，最终指标数量通常在6~8之间。
其中，与土壤功能相关但无显著变化的土壤特性不包含在最小数据集中。需要注意的是，对于每一类土壤健康的最终评估，其最小数据集至少包含一
个微生物指标(图2)。例如，如果设定硝酸盐淋洗地下水作为评估土壤健康的终点，那么最小数据集应该至少包括参与氮循环的指示微生物——硝
化反硝化细菌。此外，土壤健康的有效评估还需要涵盖多个参数，如微生物生物量、微生物活性、多样性、稀有物种和关键物种等最小数据集。衡量
不同生态系统的土壤健康，最小数据集组成可能也会显著不同。例如，氮循环对于沼泽地的健康评估具有重要意义，而细菌多样性可能是衡量耕地土
壤健康的重要指标，人类病原体的评估则对于人为影响的耕地及城市土壤中的土壤健康评估更重要。研究者也可以通过测定代表性功能基因丰度、微
生物活性和酶活性等间接手段来获知环境对营养元素的代谢、转运和转化能力的影响，从而对土壤健康状态做出综合性评估，制定土壤可持续利用策
略。例如，碳、氮、磷、硫等元素基因定量芯片的开发为土壤健康的分子诊断提供了新的技术途径。新的微生物学领域，如土壤病毒组和原生动物的
研究也为土壤微生物指示土壤健康提出了新的机遇和挑战。Williamson等人发现，土壤类型与病毒数量显著正相关，如炎热的沙漠土壤病
毒丰度最低，而森林和湿地土壤中丰度较高等。原生动物可以直接或间接抑制土壤病原菌，但是由于相关研究的缺乏，土壤病毒和原生动物是否可以
指示土壤健康并不清楚。因此，在未来的研究中，应进一步深入揭示土壤微生物组的功能，完善评估土壤健康的微生物指标，加强分子诊断技术的研发，以制定可量化的微生物指标来精准反映土壤健康。 |
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