我所在森林土壤氮气产生的微生物过程研究上取得重要进展

  反硝化作用(硝酸盐被还原成氮气的过程)过去被认为是唯一能将活性氮化合物以氮气的形式去除的生物途径,而且是解释陆地和水生生态系统氮限制的重要机制。然而,自1995年厌氧氨氧化(Anammox: 厌氧条件下亚硝酸盐氧化铵态氮的过程)在自然和人工环境基质中被发现,改变了人们对传统氮的生物地球化学循环的认识。已报道Anammox过程是水生生态系统重要的N2产生源。森林土壤有铵态氮和硝态氮共同存在和有氧/厌氧交界区的特性,为Anammox细菌生长和发生提供了条件。不过,到目前为止仅在低洼性的森林湿地土壤中检测到Anammox细菌,但有关森林土壤中Anammox活性的研究目前国内外未曾报道。  

  基于此,永利娱高ylg060net稳定同位素生态学组博士研究生习丹在方运霆研究员的指导下,和中国科学院生态环境中心张丽梅老师等的合作,建立了N2同位素丰度在线测定系统,并运用15N标记和配对技术,研究了我国东北地区2个温带森林(混交林和落叶松林)土壤Anammox活性。研究结果显示森林土壤的确存在Anammox过程,释放速率为0.06-0.08 nmol N g-1 h-1,但其对总N2产生的贡献有限,占N2的总产生量的1%-7%。基因测序技术检测到CandidatusBrocadiafulgida CandidatusJetteniaasiatica两种Anammox细菌,但丰度极低。此外,15N-NH4+ 15N-NO2- 标记实验结果进一步显示森林土壤同样存在共反硝化作用(Co-denitrification),其对总N2的贡献为2%-12% 

  文章以Contribution of Anammox to Nitrogen Removal in Two Temperate Forest Soils为题已正式发表在微生物学经典期刊Applied and Environmental Microbiology上(2016, 82 (15): 4602-4612. doi:10.1128/AEM.00888-16)。该研究得到国家自然科学基金项目(No. 3142200931370464)、中国科学院战略科技先导专项(XDB15020200)的支持。 

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