沿岸湿地における長期窒素沈着が土壌微生物群集と機能に及ぼす不均一な応答

大気中の余分な窒素が問題となる理由

化石燃料の燃焼や肥料の使用により大気中の窒素量が増加し、その多くは最終的に地表へと降り注ぎます。大量の炭素を蓄え、多様な生物を育む沿岸湿地は、この目に見えない降下物の直撃を受けやすい場所です。本研究は一見単純だが影響の大きい問いを投げかけます。何年にもわたり異なる種類・量の窒素がこれらの湿地に降りかかったとき、土壌に潜む微生物はどう反応し、それは気候変動を促すガスや栄養塩汚染にどんな意味をもたらすのか？

長期的な窒素供給の実験

これを調べるために、研究チームは中国の黄河デルタに位置する沿岸湿地で7年間の現地実験を行いました。大気由来の窒素沈着を模倣するため、アンモニウム、硝酸塩、あるいはその混合のいずれかを供給する3種類の肥料を、低・中・高の投与量で定期的に添加しました。その後、土壌試料を採取してDNAシーケンスを用い、原核生物（細菌と古細菌）、菌類、そして捕食性の単細胞群であるセルコゾアの3大微生物群のプロファイリングを行いました。加えて、高スループット遺伝子チップや同位体トレーシングを用いて、炭素・窒素・リン・硫黄の循環に関わる遺伝子の存在量を測定し、土壌内での窒素変換速度を直接追跡しました。

地下の群集の変化

添加された窒素は明確に地下の生物群集を再形成しましたが、すべての微生物が同じ反応を示したわけではありません。全体として原核生物とセルコゾアの多様性は増加した一方、菌類は驚くほど安定していました。重要だったのは添加量よりも化学形態で、アンモニウムか硝酸かが原核生物やセルコゾアの種類と群集の組み立て方に強く影響し、菌類群集はほとんど変化しませんでした。特にセルコゾアは感受性が高く、多様性や構造に顕著な変化を示したため、沿岸湿地の環境変化を早期に示す指標としての役割が示唆されます。

協力と緊張のネットワーク

土壌中の微生物は孤立して存在するわけではなく、協力・競合・捕食といった複雑なネットワークを形成しています。By building

引用: Sun, M., Li, M., Xie, B. et al. Heterogeneous responses of soil microbial communities and functions in coastal wetlands to long-term nitrogen deposition. npj Biofilms Microbiomes 12, 93 (2026). https://doi.org/10.1038/s41522-026-00947-3

キーワード: 窒素沈着, 沿岸湿地, 土壌微生物, 温室効果ガス, 微生物ネットワーク