南京土壤所在我国典型陆地生态系统固氮微生物功能方面取得进展

氮（N）是生物体必需的元素，是合成关键细胞分子（如蛋白质和核酸）所必需的。由固氮微生物驱动的生物固氮（BNF）将大气中的氮转化为生物可利用的形式，是陆地生态系统初级生产力的基础过程，在全球氮循环中起着关键作用。共生固氮和非共生固氮是生物固氮的两大类，其中非共生固氮微生物至少贡献全球总生物固氮量的三分之一。非共生固氮微生物在不同时空尺度上分布更为广泛。然而，不同陆地生态系统中非共生固氮微生物群落结构和固氮功能及其影响因素尚不清楚。

基于以上科学问题，南京土壤所骆永明团队滕应课题组分析了全国5种典型陆地生态系统土壤固氮微生物群落结构和功能，探讨了不同生态位宽度的固氮微生物类群对固氮速率的贡献。研究结果表明，不同陆地生态系统的生物固氮功能和固氮微生物多样性存在差异，其中湿地生态系统的固氮速率、nifH基因丰度和固氮微生物多样性最高，固氮速率与固氮微生物多样性显著正相关。根据生态位宽度将固氮微生物分为generalists，opportunists和specialists三种类群，其中specialists和opportunists两种固氮微生物类群丰度与固氮速率和Shannon指数呈显著正相关，固氮微生物多样性和固氮功能因其生态位宽度不同而异。结构方程模型分析表明，地理因子和气候因子通过土壤理化性质直接或间接地影响specialists和opportunists固氮微生物类群的丰度，进而影响土壤固氮速率。该研究揭示了典型陆地生态系统中不同生态位固氮微生物对土壤固氮功能的影响机制，为科学认知土壤固氮微生物的生态服务功能及土壤可持续管理提供科学依据。

以上研究成果已发表在Soil Biology & Biochemistry期刊上。该研究工作得到了国家自然科学基金，国家重点研发计划项目和国家科技创新领军人才计划的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071723003231?via%3Dihub

典型陆地生态系统中不同生态位固氮微生物对固氮功能的影响机制