用于牲畜的兽用抗生素会影响土壤碳和气候

土壤是捕获碳的可靠汇，这是减轻气候变化影响的关键。大型哺乳动物的放牧有利于草原的土壤碳储存，但在世界范围内，野生食草动物正逐渐被牲畜取代。在喜马拉雅山的斯皮提地区，印度科学研究所 (IISc) 生态科学中心 (CES) 的研究人员发现，与野生食草动物放牧相比，牲畜放牧导致土壤中的碳储存量较低。

这种差异的部分原因似乎是由于对牲畜使用了四环素等兽用抗生素。当通过粪便和尿液释放到土壤中时，这些抗生素会以不利于固碳的方式改变土壤中的微生物群落。研究人员说，在这些地区，“重建”土壤——恢复因抗生素而流失的有益微生物——可能有助于抵消损害。隔离被给予抗生素的动物，直到药物从它们的系统中排出，这也有助于减少它们对土壤的影响。

“如今，家畜是地球上数量最多的大型哺乳动物，”CES 副教授、发表在《 全球变化生物学》上的该研究的通讯作者 Sumanta Bagchi 说。 “如果储存在牲畜土壤中的碳即使增加一点点，也会对减缓气候变化产生重大影响。”

在之前的一项 研究中，研究人员展示了食草动物的放牧如何在稳定同一地区的土壤碳库中发挥关键作用。在当前的研究中，他们着手提出以下问题：与牦牛和北山羊等野生近缘种相比，绵羊和牛等牲畜在影响土壤碳储量方面是否相似或不同?

为了回答这个问题，研究人员分别研究了野生食草动物和牲畜放牧地区超过 16 年的土壤，并分析了各种参数，包括微生物组成、土壤酶、碳储量和兽医抗生素的量。“这是一项关于喜马拉雅生态系统功能和气候变化的长期研究的一部分，该研究始于 2005 年，”Bagchi 解释说。

尽管来自野外和畜牧区的土壤有许多相似之处，但它们在一个称为碳利用效率 (CUE) 的关键参数上有所不同，该参数决定了微生物在土壤中储存碳的能力。畜牧区土壤的 CUE 降低了 19%。

当他们进一步探究可能的解释时，研究人员发现有牲畜的地区的土壤微生物组成与有野生食草动物的地区不同。最后，他们还在牲畜饲养的土壤中发现了更高水平的抗生素残留。“这凸显了人类土地利用、抗生素、微生物、土壤和气候变化之间的紧密联系，”IISc Divecha 气候变化中心的博士生、该研究的作者 Dilip Naidu 说。

“有趣的是，”Bagchi 补充道，“在像 Spiti 这样的牧区生态系统中，抗生素的使用量相当低。” 他指出，在大规模饲养牲畜的地区，情况可能会更糟，而且即使在牲畜没有生病的情况下，他们也经常服用抗生素。四环素等抗生素寿命很长，可以在土壤中存留数十年。IISc 前博士生、本研究的主要作者沙米克·罗伊 (Shamik Roy) 表示：“它们不受管制地使用不仅威胁气候，而且还会带来病原体进化抗生素耐药性的风险，这可能导致人类和动物难以治疗的感染。” .

“我们还不完全了解土壤微生物群落如何对抗生素做出反应的潜在机制的细节，以及它们是否可以轻易恢复，”罗伊补充道。在未来的研究中，研究人员计划研究更好的牲畜管理如何减轻它们对环境的负面影响，以及微生物恢复。

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