沉積物氮循環(huán)細(xì)菌是湖泊生態(tài)系統(tǒng)生物脫氮最重要的驅(qū)動者，是維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)氮平衡和保障湖泊生態(tài)功能的關(guān)鍵類群。沉水植物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)重要的初級生產(chǎn)者，也是營養(yǎng)鹽循環(huán)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)者，對湖泊生態(tài)系統(tǒng)中的其他組分具有十分重要的調(diào)控作用。研究沉水植被對沉積物氮細(xì)菌群落的影響結(jié)果及作用途徑，對揭示植物-微生物相互關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義，能夠?yàn)楹瓷鷳B(tài)系統(tǒng)管理與保護(hù)提供重要的理論依據(jù)。

　　武漢植物園濕地生態(tài)學(xué)學(xué)科組針對洪湖西南、東北湖區(qū)不同沉水植被情勢，調(diào)查沉積物氮循環(huán)細(xì)菌如硝化、反硝化、厭氧氨氧化(anammox)和硝酸鹽異化還原成銨(DNRA)細(xì)菌群落組成、多樣性和豐度對不同沉水植被物種豐富度和生物量的響應(yīng)結(jié)果，以及相關(guān)環(huán)境因子如水質(zhì)和沉積物性質(zhì)的響應(yīng)趨勢。研究結(jié)果表明，洪湖沉水植被的生物量和物種豐富度既可直接影響沉積物氮循環(huán)細(xì)菌群落的組成、多樣性和豐度，亦可通過改善湖泊水質(zhì)和沉積物性質(zhì)而間接地作用于氮循環(huán)細(xì)菌群落。隨著沉水植被生物量和物種豐富度的增加，大多數(shù)氮循環(huán)細(xì)菌群落包括硝化、反硝化和DNRA細(xì)菌的多樣性減少，豐度增加，而anammox細(xì)菌則呈相反趨勢。同時(shí)，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉積物高碳氮比(C:N)對硝化和反硝化細(xì)菌的群落豐度具有顯著負(fù)效應(yīng)，從而為高碳氮比促進(jìn)微生物脫氮效應(yīng)的傳統(tǒng)認(rèn)知做出新注解。此外，結(jié)構(gòu)方程模型的分析結(jié)果顯示，在沉水植被的驅(qū)動下氮循環(huán)細(xì)菌形成了積極的種間相互作用?？偟膩碇v，淺水湖泊中沉水植被生長越好，沉積物脫氮效率就越高。

　　該研究成果以“Effects of submerged vegetation on sediment nitrogen-cycling bacterial communities in Honghu Lake (China)”在國際學(xué)術(shù)期刊Science of the Total Environment上發(fā)表。博士研究生吳昊平為第一作者(現(xiàn)為廣東工業(yè)大學(xué)博士后)，邢偉研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金(31870346, 51879007)、廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(2019B121203011)等項(xiàng)目的資助。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142541

淺水湖泊沉水植被對氮循環(huán)細(xì)菌的影響示意圖

洪湖環(huán)境變量對沉積物氮循環(huán)細(xì)菌功能基因豐度的影響