氮是生物體賴以生存的重要元素，也是導致環境污染的重要因子。參與土壤氮循環的功能微生物不僅是森林生態系統的重要組成部分，更是維持生態系統功能穩定性的內在驅動力。而降水季節變化同樣影響著森林生態系統的構成及功能。研究森林土壤氮循環功能微生物對降水格局變化的響應，將為進一步研究森林生態系統功能的穩定性提供依據。
中國科學院華南植物園博士研究生陳潔在研究員劉衛、申衛軍的指導下，基于廣東鶴山荷木混交林的野外人工季節降水控制實驗平臺，研究了降水季節變化干擾下，土壤硝化、反硝化功能微生物豐度，以及氮循環相關指標對環境變化的“抗力”指數（resistance index）。研究發現，功能微生物對降水變化的響應顯著大于氮轉化速率對降水變化的響應；延長干季對功能微生物和氮轉化速率的影響顯著；在兩種季節降水變化下，硝化菌對環境變化的耐力指數顯著大于反硝化菌。以上結果表明，功能微生物能快速敏感地對季節降水變化作出響應，是預測生態系統功能變化的重要指標；相比反硝化菌，硝化菌對降水格局變化引起的干擾有較強的抵抗能力。
相關研究成果發表在微生物學領域期刊Frontiers in Microbiology上。
圖1. 季節降水格局變化下，土壤氮轉化速率、可溶性有機碳（DOC）、銨態氮含量以其耐力指數的變化。ED：延長干季、濕季更濕處理；DD：干季更干、濕季更濕處理；Precip-reduct：減少降水；Precip-add：增加降水
圖2. 季節降水格局變化下，土壤硝化、反硝化功能基因豐度及其耐力指數的變化。Archaeal amoA：氨氧化古菌的氨單加氧酶基因；nirK, nirS：亞硝酸還原酶基因；nosZ：氧化亞氮還原酶基因；ED：延長干季、濕季更濕處理；DD：干季更干、濕季更濕處理；Precip-reduct：減少降水；Precip-add：增加降水
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