非法黄金开采是热带地区环境退化和汞污染的主要驱动因素，对生态系统和人类健康构成严重威胁。在这些活动中，每年约有700吨汞被释放到环境中，并在土壤和水生系统中积累[1]。沉积后的汞会经历物理化学和生物地球化学变化，影响其迁移性、持久性和毒性[2]，包括与有机质和矿物的吸附、Hg2+和Hg0之间的氧化还原转化、微生物甲基化形成有毒的甲基汞（CH3Hg+）、脱甲基化、挥发以及形成难溶性硫化物。在受采矿影响的区域，这些过程更加剧烈，因为富含有机质的表土被移除，破坏了生物地球化学循环并降低了生态系统功能。由此导致的土壤有机碳（SOC）和总氮（TN）损失减少了微生物可利用的营养物质和能量，降低了微生物活性、分解作用和养分矿化[3]、[4]。
汞在土壤中的化学行为受其形态和环境因素（如氧化还原电位、pH值和与有机质（SOM）的相互作用）的强烈影响。在温度和湿度波动较大的潮湿热带采矿环境中，汞通常以活性无机形式存在[例如，HgCl2、Hg(OH)2]，这些形式来源于元素汞（Hg0的部分或完全氧化，随后可能被微生物转化为高毒性和生物可利用的CH3Hg+[5]、[6]。
微生物，特别是硫酸盐还原菌和铁还原菌，在这些转化过程中起核心作用，尤其是在低氧条件下介导汞的甲基化。同时，有机质通过络合和吸附过程控制汞的迁移性和反应性，这可能根据有机质的组成和含量稳定汞或增强其溶解性[7]。因此，汞-有机质相互作用决定了汞的地球化学路径以及受污染热带土壤中汞循环的微生物反馈机制。
在潮湿的热带生态系统中，明显的季节性变化（雨季和旱季交替）进一步影响了这些过程。季节间土壤湿度和氧气可用性的变化驱动了氧化还原电位、有机质分解和微生物活性的变化[8]、[9]、[10]。雨季时较高的湿度促进了汞的溶解和迁移，而旱季则促进了氧化过程和有机质的稳定。这种显著的季节性为汞和碳的循环增添了时间维度，控制了微生物活性并决定了土壤的恢复力和污染物的行为。
环境和气候的异质性为巴西主要生物群落（亚马逊雨林、塞拉多草原、潘塔纳尔湿地和大西洋森林）中的这些过程创造了不同的生态背景。亚马逊雨林和大西洋森林以高降雨量和茂密植被为特征，而塞拉多草原经历长期干旱，潘塔纳尔湿地则在洪水和干旱周期之间交替[11]、[12]、[13]。这些不同的条件起到了环境过滤作用，选择了具有适应水文和化学特性的微生物群落。在汞污染和有机质损失的累积压力下，这些过滤机制倾向于促进耐逆境菌类的生存，这些菌类能够在养分匮乏和金属毒性条件下存活。这种群落结构的变化可能改变有机质分解途径、汞转化速率和整体土壤功能。
因此，汞污染、有机质消耗和季节性气候变化的综合效应可能导致微生物群落组成和功能的深刻变化，进而影响土壤碳储存、养分循环和污染物滞留。尽管这些耦合过程具有重要的生态意义，但很少有研究将汞的形态、有机质化学和微生物结构在多个受非法黄金开采影响的热带生物群落中进行综合分析。
为了解决这一空白，我们研究了非法黄金开采和季节性气候变化（雨季与旱季）如何影响四种主要巴西生物群落中的汞迁移性、有机质质量和细菌群落结构。我们采用了一种综合分析框架，结合了连续汞提取、漫反射红外傅里叶变换（DRIFT）光谱技术和16S rRNA基因测序，将化学、结构和微生物指标联系起来。
我们假设，由于非法采矿和季节性变化导致的有机质质量下降以及汞生物可利用性的增加，形成了一个强大的环境过滤机制，降低了细菌多样性，促进了耐逆境菌类的生存，最终损害了土壤功能和恢复力。
