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【科研动态】重点实验室刘宗保教授课题组在环境科学与生态学期刊《Journal of Environmental Sciences》发表研究论文
近日,广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室刘宗保教授课题组在国际学术期刊《Journal of Environmental Sciences》(中科院、新锐二区期刊,影响因子6.5)在线见刊题为《Organic-inorganic amendment efficiently immobilizes soil heavy metals by synergistically regulating physicochemical properties and microbial ecological networks》的研究论文。该研究揭示了有机-无机复合改良剂通过协同调控土壤理化性质和微生物生态网络促进重金属稳定化的作用机制,为矿区污染农田绿色修复提供了新的理论依据。珍稀濒危动植物生态与环境保护教育部重点实验室&广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室为该论文第一单位,研究生黄小芳、覃玲诗为论文共同第一作者,刘宗保教授为通讯作者。

图1 论文摘要图
矿山开发造成的重金属污染严重威胁农田生态安全。传统钝化修复主要依赖改良土壤理化性质,而微生物在重金属长期稳定化中的作用尚未得到充分阐明。研究团队以广西典型喀斯特铅锌矿区污染农田为对象,开展60天原位培养试验,系统评估石灰、有机肥及有机-无机复合改良剂的修复效果及作用机制。结果表明,复合改良剂可使土壤有效态Pb、Cd、Zn和Cu分别降低77.4%–92.5%、70.6%–90.6%、61.8%–71.6%和22.5%–66.9%,显著提高土壤pH及交换性Ca、Mg含量,实现了重金属的高效稳定化。

图2 Mantel test, PLS-PM和random forest分析
结合高通量测序、微生物共现网络、随机森林和偏最小二乘路径模型(PLS-PM)等分析,研究发现,复合改良剂不仅重塑了土壤微生物群落结构,提高了细菌和真菌多样性,还增强了微生物生态网络复杂性,富集了多种具有重金属固定功能的关键菌群,促进了氮、硫、铁等元素循环。进一步定量分析表明,微生物调控对重金属稳定化的综合贡献高于单纯理化固定作用(图2),揭示了理化调控—微生物响应—重金属稳定化协同驱动的新机制。
该研究从理化过程与生物过程协同作用的角度,阐明了重金属稳定化的关键机制,为喀斯特地区重金属污染农田修复及功能微生物定向调控提供了新的理论支撑和技术思路。研究得到了国家自然科学基金、广西自然科学基金(粤桂联合基金)和广西科技基地与人才专项等项目的资助。
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.jes.2026.02.019
(图文/刘宗保 一审/莫燕华 二审/万祎 三审/马姜明)
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