Abstract Exposure to a diverse environmental microbiome is thought to play an important role in ‘educating’ the immune system and facilitating competitive exclusion of pathogens to maintain human health. Vegetation and soil are known to be key sources of airborne microbiota––the aerobiome . Only a limited number of studies have attempted to characterise the dynamics of the aerobiome, and no studies to date have investigated these dynamics from a vertical perspective simulating human exposure. Studies of pollution and allergenic pollen show vertical stratification at various scales, and present an expectation that such vertical stratification may also be present in the aerobiome. Such stratification could have important implications for public health and for the design, engineering and management of urban green spaces. For example, do children receive the same exposure to airborne microbiota as taller adults, and what are the downstream implications for health? In this study, we combine an innovative columnar sampling method at soil level, 0.0, 0.5, 1.0, and 2.0 m together with high-throughput sequencing of the bacterial 16S rRNA gene to assess whether significant vertical stratification of the aerobiome occurred in a parkland habitat in Adelaide, South Australia. Our results provide evidence of vertical stratification in both alpha and beta (compositional) diversity of airborne bacterial communities, with diversity increasing roughly with height. We also found significant vertical stratification in known pathogenic and beneficial bacterial taxa, suggesting potentially different exposure attributes between adults and children. These results could have important implications for public health and urban planning, potentially informing ways to optimise the design and management of health-promoting urban green spaces.

Abstract Exposure to biodiverse aerobiomes may support human health, but it is unclear which ecological factors influence exposure. Few studies have investigated near-surface green space aerobiome dynamics, and no studies have investigated aerobiome vertical stratification in different green spaces. We used columnar sampling and next generation sequencing of the bacterial 16S rRNA gene, combined with geospatial and network analyses to investigate aerobiome spatio-compositional dynamics. We show a strong effect of habitat on bacterial diversity and network complexity. We observed aerobiome vertical stratification and network complexity that was contingent on habitat type. Tree density, closer proximity, and canopy coverage associated with greater aerobiome alpha diversity. Grassland aerobiomes exhibited greater proportions of putative pathogens compared to scrub, and also stratified vertically. We provide new insights into the urban ecosystem with potential importance for public health, whereby the possibility of differential aerobiome exposures appears to depend on habitat type and height in the airspace.

Abstract Butyrate‐producing bacteria colonise the gut of humans and non‐human animals, where they produce butyrate, a short‐chain fatty acid with known health benefits. Butyrate‐producing bacteria also reside in soils and soil bacteria can drive the assembly of airborne bacterial communities (the aerobiome). Aerobiomes in urban greenspaces are important reservoirs of butyrate‐producing bacteria as they supplement the human microbiome, but soil butyrate producer communities have rarely been examined in detail. Here, we studied soil metagenome taxonomic and functional profiles and soil physicochemical data from two urban greenspace types: sports fields ( n = 11) and nature parks ( n = 22). We also developed a novel method to quantify soil butyrate and characterised the in situ activity of butyrate‐producing bacteria. We show that soil butyrate was higher in sports fields than nature parks and that sports fields also had significantly higher relative abundances of the terminal butyrate production genes buk and butCoAT than nature parks. Soil butyrate positively correlated with buk gene abundance (but not butCoAT ). Soil moisture ( r = .50), calcium ( r = −.62), iron ( ρ = .54), ammonium nitrogen ( ρ = .58) and organic carbon ( r = .45) had the strongest soil abiotic effects on soil butyrate concentrations and iron ( ρ = .56) and calcium ( ρ = −.57) had the strongest soil abiotic effects on buk read abundances. Overall, our findings contribute important new insights into the role of sports fields as key exposure reservoirs of butyrate producing bacteria, with important implications for the provision of microbiome‐mediated human health benefits via butyrate.

Understanding belowground plant-microbial interactions is fundamental to predicting how plant species respond to climate change, particularly in global drylands. However, these interactions are poorly understood, especially for keystone grass species like the pan-palaeotropical Themeda triandra. Here, we used 16S rRNA amplicon sequencing to characterise microbiota in rhizospheres and bulk soils associated with T. triandra. We applied this method to eight native sites across a 3-fold aridity gradient (aridity index range = 0.318 to 0.903 = 87 % global aridity distribution) in southern Australia. By examining the relative contributions of climatic, edaphic, ecological, and host specific phenotypic traits, we identified the ecological drivers of core T. triandra-associated microbiota. We show that aridity had the strongest effect on shaping these core microbiotas, and report that a greater proportion of bacterial taxa that were from the core rhizosphere microbiomes were also differentially abundant in more arid T. triandra regions. These results suggest that T. triandra naturally growing in soils under more arid conditions have greater reliance on rhizosphere core taxa than plants growing under wetter conditions. Our study underscores the likely importance of targeted recruitment of bacteria into the rhizosphere by grassland keystone species, such as T. triandra, when growing in arid conditions. This bacterial soil recruitment is expected to become even more important under climate change.

Growing evidence suggests that exposure to microbial biodiversity is important for human immunoregulation and health. Urban greenspaces harbour airborne bacterial communities (aerobiomes) with the potential to transfer beneficial bacteria to humans. However, limited studies have examined the ecological influences of soil, vegetation, and rainfall on aerobiomes in urban greenspaces. Here, we utilised 16S rRNA amplicon sequence data to analyse the effects of land cover, soil abiotic characteristics, surrounding vegetation diversity, and rainfall on aerobiome diversity and composition from 33 urban greenspace sites in Adelaide, South Australia. We sampled air and soil from two urban greenspace land cover types: highly-managed sports fields (n = 11) and minimally-managed nature parks (n = 22). Sports field aerobiomes had a distinct aerobiome community composition and higher alpha diversity than nature parks. Aerobiome alpha diversity was shaped more by soil abiotic characteristics, particularly soil pH and iron levels, than woody plant species diversity. Rainfall prior to sampling also had strong effects on the aerobiome community composition and associated with decreased alpha diversity. These findings point toward soil iron and pH management as pathways to increase aerobiome bacterial diversity. Our study shows that, with additional research, there is potential for greenspace managers and urban planners to target specific soil abiotic characteristics in urban greenspaces to improve microbiome-mediated urban health.

Ecosystem restoration interventions often utilise visible elements to restore an ecosystem (e.g., replanting native plant communities and reintroducing lost species). However, using acoustic stimulation to restore ecosystems has received little attention. Our study aimed to (a) investigate the potential effects of acoustic stimulation on fungal biomass and organic matter decomposition, which are both crucial components of ecosystem functioning and (b) assess the effect of acoustic stimulation on the growth rate and sporulation of the plant growth-promoting fungus Trichoderma harzianum. We played 70 dB and 90 dB soundscape treatments (@ 8 kHz) to green and rooibos teabags in compost in experimental mesocosms for 8 hours per day for 14 days to test whether acoustic stimulation affected fungal biomass and organic matter decomposition (a control mesocosm received only ambient sound stimulation <30 dB). We played a monotone soundscape (80 dB @ 8 kHz) over five days to Trichoderma harzianum to assess whether this stimulation affected the growth rate and sporulation of this fungus (control samples received only ambient sound stimulation <30 dB). We show that the acoustic stimulation treatments resulted in increased fungal biomass, greater decomposition, and enhanced T. harzianum conidia (spore) activity compared to controls. These results indicate that acoustic stimulation influences soil fungal growth and potentially facilitates their functioning. A piezoelectric effect and/or fungal mechanoreceptor stimulation are possible mechanisms. Our study highlights the potential of acoustic stimulation to alter important functional soil components, which could, with further development, be harnessed to aid ecosystem restoration.