2025年7月18日,北疆环境健康大讲堂第七十六期学术报告会成功举办。本次我们邀请到了兰州大学刘勇勤教授为我们带来了题为《青藏高原大气微生物》的精彩报告。报告由要茂盛教授主持,研究院师生积极参与。

刘教授在报告中系统梳理了大气微生物的研究现状。大气微生物包括细菌、真菌孢子、病毒等,来源于土壤、植物、海洋等地表环境,通过风力、蒸腾或地质事件进入大气,随大气环流进行长距离传输。这些微生物参与元素循环、影响云形成与气候变化,还可能携带潜在致病菌,对人类健康构成影响。在全球变暖和人类活动加剧的背景下,大气微生物研究的重要性日益凸显。其团队以被誉为“第三极”的青藏高原为核心,研究扩展至天山山脉、伊朗高原等泛第三极区域,聚焦生物地球化学循环及生态环境脆弱性,为全球生态系统安全和气候变化研究提供了重要数据支撑。青藏高原因其独特的高海拔地貌和气候敏感性,与南北极共同构成地球科学系统的核心区域。它不仅是西风带与亚洲季风环流的交汇处,还因“热泵效应”成为微生物远距离传输的重要枢纽。

刘教授团队在青藏高原21条冰川的采样中发现,冰川是研究过去大气微生物的天然“存储库”,通过湿沉降(如降雪)或干沉降(如风尘)封存了千年甚至万年来的微生物信息。团队发现了1万多种病毒,其中已知病毒仅占不到2%,且病毒丰度呈现显著的区域和季节差异。例如,非季风区的普若岗日冰川和唐古拉冰川的病毒丰度高于季风区的珠穆朗玛峰冰川。团队还在珠峰冰芯中发现了炭疽杆菌及抗生素抗性基因,提示大气传输可能将有害微生物带入偏远地区。
通过对冰川末端和城市(如拉萨)的大气微生物采样,刘教授团队发现季风和西风环流显著影响微生物群落结构。在季风影响下,冰川末端微生物以变形杆菌为主,致病菌浓度较高,这与季风途径南亚次大陆的人口密集区和多样化生态系统有关。而西风区以泥杆菌为主,微生物多样性较低。城市环境中,人类活动掩盖了季风与西风的自然信号,导致致病菌浓度显著升高。
刘教授团队计划在青藏高原和蒙古高原建立大气微生物监测网,以冰川为核心,扩展至周边环境和人类活动区,系统研究微生物的传输、沉降与释放过程。团队还将关注特殊事件(如沙尘暴)对微生物传输的影响,通过模型模拟和长期观测,揭示微生物多样性及健康风险的时空规律。这将为高原生态文明建设和全球生态安全提供理论支撑。刘教授表示,青藏高原大气微生物研究尚处起步阶段,但潜力巨大,呼吁更多学者加入,共同探索这一领域,为保护高原生态屏障和人类健康贡献力量。