沿海湿地土壤微生物群落与功能对长期氮沉降的不同响应

为什么空气中额外的氮很重要

燃烧化石燃料和使用化肥把更多氮释放到大气中，其中很大一部分最终又落回地面。沿海湿地储存着大量碳并为丰富的野生动植物提供栖息地，因此直接承受这种无形的沉降。本研究提出了一个看似简单但影响深远的问题：当这些湿地多年接受不同类型和剂量的氮沉降时，隐藏在土壤中的微生物如何响应——这对促成气候变暖的气体排放和营养物污染意味着什么？

测试长期的氮“淋浴”

为探究这一点，研究人员在中国黄河三角洲的沿海湿地开展了为期七年的田间实验。他们通过定期添加三种类型的肥料来模拟大气氮沉降，这些肥料分别以铵态、硝态或两者混合的形式提供氮，并在低、中、高三个剂量水平上施加。团队随后采集土壤样本，利用DNA测序描绘三类主要微生物群体的谱系：原核生物（细菌和古菌）、真菌以及一类称为梭状体（Cercozoa）的单细胞捕食者。他们还使用高通量功能基因芯片和同位素示踪来测量参与碳、氮、磷和硫循环的基因丰度，并直接追踪土壤中的氮转化速率。

地下群落的变化

额外的氮显著重构了地下群落，但并非所有微生物的反应一致。总体上，原核生物和梭状体的多样性增加，而真菌群落出人意料地保持相对稳定。氮的化学形态比施加量更为关键：铵态与硝态强烈影响了原核生物和梭状体的组成以及群落组装方式，而真菌群落几乎未受影响。梭状体表现出特别敏感的响应，显示出明显的多样性与结构变化，提示这些小型捕食者可作为沿海湿地环境变化的早期预警指标。

合作与竞争的网络

土壤微生物并非孤立存在；它们形成错综复杂的合作、竞争与捕食网络。通过构建

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

关键词: 氮沉降, 沿海湿地, 土壤微生物, 温室气体, 微生物网络