Микробные показатели городских почв и их роль в оценке экосистемных сервисов (обзор)

Важным элементом городской среды является почва, сбалансированное функционирование которой во многом зависит от почвенного микробиома. Состояние микробиома можно индицировать разными микробными показателями. Однако нет ответа на вопрос, какие микробные показатели могут наиболее информативно отражать функционирование городских почв и быть полезными при планировании и благоустройстве городских территорий. С помощью информационных баз данных (eLIBRARY.RU, Web of Science, Scopus) найдены опубликованные за последние 25 лет отечественные и зарубежные статьи об изучении микробного состояния почв разных городов мира. Выявлено, что основное внимание при изучении городских почв направлено на оценку таксономической структуры почвенного микробиома, его газообразующей и ферментативной активности, содержания микробной биомассы, ее экофизиологического статуса, микробного функционального разнообразия, морфологии клеток, наличия патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Предложены критерии разных микробных показателей (воспроизводимость, селективность, затраты, стандартизация, интерпретация и понимание, признание научным сообществом), позволяющие иллюстрировать их приемлемость и информативность для оценки функций городских почв и экосистемных сервисов. Наибольшее соответствие таким критериям выявлено для микробной активности почвы и показателя экофизиологического статуса, наименьшее – обилия функциональных генов и “ключевых групп” микроорганизмов. Обоснована необходимость изучения взаимосвязи таксономического разнообразия микробиома городских почв с их основными функциями и интерпретации экспериментальных результатов в терминах экосистемных сервисов.

Soil is an important component of the urban ecosystems, the balanced functioning of which is largely dependent on the soil microbiome. The state of the microbiome can be indicated by various properties, but which of them is the most suitable to indicate the urban soil functioning and, thereby, be useful in planning and management of urban areas is still unclear. Using information databases (eLIBRARY.RU, Web of Science, Scopus), domestic and foreign papers (47 and 35, respectively) published over the past 25 years and focused on the study of soil microbial properties in different cities of the world were found. It was revealed that the main attention in the investigations is contributed to assessing the taxonomic structure of soil microbiome, its green gases production and enzymatic activity, biomass content, ecophysiological status, functional diversity, cell morphology, pathogenic and opportunistic microorganism abundance. Criteria of various microbial indicators (reproducibility, selectivity, expenses, standardization, interpretation and understanding, scientific approval) illustrating the usefulness for assessing the urban soil functions and, thereby, ecosystem services are proposed. The more suitable indicators were the activity and ecophysiological status of soil microbiome, and less – functional genes and “key groups” of microorganism abundances. Highlighted the importance of study the relationship between the microbial taxonomic diversity of urban soils and their main functions and, thereby, ecosystem services. Other promising microbial indicators for assessing the urban soils functioning are discussed.