2、驱动空气微生物变化的因素
植物、水体和土壤是空气微生物的重要来源，人类活动也会释放大量微生物到空气中，如口腔微生物、飞沫、皮肤微生物脱落以及粪便排泄等。空气微生物具有来源多、种类多样、活性易变、播散三维、沉积再现和感染广泛的特点，其组成受多种自然及人为因素影响，如气象因子(包括温度、相对湿度、降水、大气压以及紫外强度)、化学污染物、重金属污染、土地利用方式改变、人为活动和城市化等。
2.1气象因子
2.1.1温度
温度是影响空气微生物生存和繁殖的最重要因素之一。低温可降低微生物机体的代谢活力，使其生长和繁殖受到抑制，但存活时间会相对延长；高温既可能使微生物体内的蛋白质和核酸变性失活，破坏细胞结构导致微生物死亡，又可能会加快微生物细胞干燥脱水，不利于微生物生存。温度对空气细菌和真菌的影响程度有所不同，相比细菌，温度对真菌浓度的影响更大。例如，Frączek等的研究表明，最高的真菌气溶胶浓度出现在夏季(平均气温17−19℃)，为1 439−16 445 CFU/m3，明显高于秋季(172−3 567 CFU/m3)、冬季(112−2 531 CFU/m3)和春季(245−1 939 CFU/m3)。
2.1.2相对湿度
相对湿度也是影响微生物生存和繁殖的重要因素，对空气微生物浓度、多样性和组成等影响显著，并且与温度结合后影响更明显。先前的研究表明，室内温度越低空气交换速率越高，室内空气细菌丰度越低；相对湿度越低，室内空气中真菌浓度越低。在亚热带地区，相对湿度对空气中真菌孢子数的影响要大于温度，70%−80%左右的湿度值有利于担孢子和子囊孢子的释放。
2.1.3风速(wind speed,WS)
风是生物气溶胶产生和传播的动力，空气中微生物浓度受风影响较大，风可以吹散高浓度的微生物气溶胶，也可以将其他环境中的微生物带入空气中。低风速条件下，细菌和真菌繁殖体的传输受到限制，使其只能在产生源附近进行传播，导致周围人类更容易暴露在微生物风险中；而高风速具有相当强的大气稀释效应，即使会带来外源微生物，也会降低微生物浓度水平。
2.1.4降水
大部分研究表明降水会增加空气中微生物的浓度，通过增加环境湿度促进微生物的产生和释放，进而增加空气中微生物浓度。Levetin和Horner研究发现，降雨对空气中真菌的干孢子和湿孢子有积极作用，通常在叶子上发现干孢子，当雨滴撞击叶子表面时，孢子可能会分散随风进入到大气中。仅少部分研究发现降雨和降雪会对空气中微生物产生冲刷和净化作用，进而降低空气中微生物浓度，并且微生物粒径越大，对微生物粒子的清除效果越好。
2.1.5紫外强度
不同强度的太阳辐射会导致环境温度和相对湿度发生变化，由此对微生物的生存和繁殖产生复杂影响。当太阳辐射增强时，紫外线普遍增强，这将增强杀死微生物的能力。先前研究表明，低辐射强度下，环境中适宜的温度和湿度有利于微生物孢子的释放，进而提高空气中微生物浓度水平。
2.2空气污染物
空气污染物是影响空气微生物群落组成的重要因素之一。空气污染物是指存在于大气中，对人类健康和环境产生危害的各种物质和颗粒等，主要包括大气颗粒物(particulate matter,PM)、臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)和一氧化碳(CO)。Crandall和Gilbert研究发现，空气污染物在形成微生物群落结构中起着主要作用，由于雾霾天有毒有害物质浓度较高，北京市区雾霾事件期间空气中微生物浓度呈现下降趋势。Xie等研究表明，空气质量水平不同的地区，总微生物(total airborne microbes,TAMs)浓度趋势呈现不同变化，随着空气质量的恶化，TAMs浓度并不总是随着空气质量的恶化而增大，而是呈现先上升后略有下降的变化趋势，在中等污染水平时达到最大值，这可能是由于附着在颗粒物(PM)上的化学污染物数量的变化引起的微生物生长和抑制的共同作用。此外，Jeon等认为PM排放会因其附着性而引发生物气溶胶浓度的增加，而细颗粒物(PM2.5)可以作为空气中微生物的载体，PM2.5浓度的增加为空气中微生物的附着提供了更多的介质，因此导致空气微生物浓度水平随着PM2.5浓度的增加而增加。对于其他污染物(如O3)与TAMs浓度呈负相关关系，这可能是由于高浓度的O3对微生物产生毒性作用。相反，Dong等发现SO2、NO2和CO浓度与空气中微生物总量呈显著正相关关系，这一现象可能是由于SO2、NO2和CO转化的硫酸盐、硝酸盐和碳酸盐可以被一些活性菌当作营养物质，有利于微生物的生长。
2.3人为因素
2.3.1人类活动
人类活动是影响空气微生物群落分布的另一重要因素。人体皮肤和消化道携带1012−1014种微生物，人类活动会导致室内和室外环境微生物群落组成发生一定的变化。研究表明，室内不同界面与人体皮肤之间具有较多的共享微生物，人类经常接触的界面中，潜在致病微生物的比例显著高于人类较少接触的界面，这证明人类的直接接触将显著改变室内界面微生物群落组成。此外，人类活动造成的室外空气污染物及化学组分变化也会显著影响空气微生物组成，中国新年期间与非新年期间相比，人口和人类活动存在显著差异，环境的变化受人类活动影响，对空气微生物群落产生显著影响。空气细菌群落中潜在致病菌的检出率为0.07%−24.85%，平均为6.22%，与城市街道采集的样品空气中检出率相当，空气细菌中的潜在致病菌相对丰度在春节期间随时间延长而增加，春节后下降，春节期间空气中致病细菌的相对丰度高达24.85%，平均为14.28%，与人类皮肤上检测到的丰度相当，甚至高于医院空气中检测到的丰度。这些结果表明，人类活动会对空气微生物群落丰度产生显著影响。
2.3.2城市化
城市化进程不断加快使得土地利用方式、人口密度以及绿地格局发生变化。在城市化过程中，公园和城市住宅区迅速取代了农业区和森林区，导致土地硬化，这些变化会间接影响土壤微生物的组成和多样性，最终通过灰尘或气溶胶的扩散影响空气微生物。植被覆盖率对空气微生物的组成具有重要影响。Li等以厦门为样点城市展开研究发现，细菌群落在门(phylum)水平上来看，归一化植被指数显著低于城市功能区(森林、街道、居民区)的区域(后文统称为对照区)，放线菌门显著高于其他门类，厚壁菌门则呈相反趋势；同样，在真菌群落的纲水平上也发现显著差异，森林区的子囊菌纲的相对丰度最低，而在对照区相对丰度最高。因此，植被覆盖率是决定空气中细菌和真菌群落组成的关键因素。然而，随着城市化进程的加速，城市绿地面积逐渐减少。先前研究表明，空气中病原微生物在森林、街道、居民区检测出的相对丰度为3.03%−6.77%，其中病原微生物在居民区和街道区丰度较高，森林区丰度最低。因此，推测城市绿地在塑造空气微生物群落方面发挥着重要作用，其中植物种类的多样性对于降低空气中病原微生物的相对丰度具有至关重要的作用。