辽宁
近日，我校大气科学学院黄忠伟教授团队在国际知名期刊《Earth System Science Data》发表题为“Integrated dataset of atmospheric bioaerosols over east Asia”论文，并被期刊选为亮点论文（一年以来该期刊仅有11篇亮点论文）。该研究基于大范围生物气溶胶野外观测，采用统一的采样与分析方法，建立了覆盖中国、日本、韩国和蒙古国45个站点的大气生物气溶胶综合观测数据库，弥补了东亚地区大范围、高可比性的生物气溶胶数据空白，为研究进一步生物气溶胶的区域分布格局、气候效应及健康风险提供了重要数据基础。
生物气溶胶是大气气溶胶的重要组分，主要来源于自然排放和人类活动。它们同时具备有生物性质与气溶胶特性，会从多方面对气候、环境、生态系统以及公共健康产生显著影响。然而，由于观测数据稀缺，研究方法各异，生物气溶胶的大尺度分布特征、关键影响因子及其产生的气候和环境影响仍不明确。东亚地区存在广袤的干旱及半干旱区域，还涵盖森林、草地、湖泊等，且春季沙尘天气频发，气团输送至下游区域人口密集，使得该地区面临的生物气溶胶潜在威胁较为突出，但已有研究分散尚未有系统性成果。
为解决上述问题，兰州大学生物气溶胶研究团队于2011—2021年间在东亚开展大范围生物气溶胶观测，在沙尘源区、传输路径到下游影响区（如草地等）布设采样点。研究统一使用国际一流的采样和分析手段，主要借助荧光显微镜测定生物气溶胶数浓度，并利用16S rRNA基因测序分析大气细菌群落组成和多样性，同时采用自主研发的荧光激光雷达探测大气生物气溶胶垂直分布。在此基础上，团队还整合了采样期间的气温、相对湿度、风速风向等气象要素，PM2.5、PM10等空气质量参数，以及卫星反演的气溶胶光学厚度和植被指数等，建成东亚首个大气生物气溶胶综合观测数据库。
基于该数据集，研究发现东亚不同地区的生物气溶胶数浓度存在显著空间差异。此外，生物气溶胶浓度与当地NDVI呈显著负相关，即植被稀疏的区域排放更多的生物气溶胶。值得注意的是，生物气溶胶浓度与气温存在明显的非线性关系，在气温约20℃的气候条件下浓度达到峰值。细菌群落分析进一步显示，优势细菌的群落组成随植被覆盖度和大气高度的变化呈现明显差异。低植被区以土壤相关菌群为主，高空富集耐受性较强的菌属，高植被区则富集植物相关菌属。细菌α多样性在低植被覆盖区域最高，在中等植被覆盖区域最低。随着植被指数NDVI增加，Shannon和Chao1指数均呈下降趋势，其中Chao1指数的下降更显著。
未来，团队将进一步丰富该数据库，并揭示全球变化背景下生物气溶胶与气候环境之间的相互作用机理，深化大气科学与生命科学的学科交叉内涵，服务于国家生物安全、气候治理、公共卫生等需求。论文第一作者为黄忠伟教授，第二作者为博士生张文瑾同学，通讯作者为黄建平院士，兰州大学为该论文的第一署名单位。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、甘肃省科技重大专项及广州国家实验室项目等资助。
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