研究成果一：完全氨氧化菌普遍存在于土壤和沉积物中，并在滨海湿地的硝化过程中扮演重要角色。然而，滨海湿地的生境变迁如何影响完全氨氧化菌的群落装配过程尚不清楚。土壤生态学团队和湿地团队合作，通过采集我国南方5省21个滨海湿地的光滩、互花米草湿地和养殖塘土壤样品，测定完全氨氧化菌的丰度、多样性和群落结构，并分析其构建机制。研究发现，与光滩、互花米草湿地相比，养殖塘的完全氨氧化菌多样性更低，群落组成中clade A.1相对丰度更低，而clade A.2相对丰度更高。硫酸根浓度是影响完全氨氧化菌多样性最主要的环境因子。生境变迁对完全氨氧化菌群落结构的影响随地理位置变化而发生改变，环境因子只能解释11.2%的群落变异。在三种生境中，扩散限制（dispersal limitation）是主导完全氨氧化菌群落构建的最主要过程，表明滨海湿地完全氨氧化菌的群落装配主要受随机性过程影响。这些发现为滨海湿地完全氨氧化菌群落对生境变迁的响应机制的理解提供新视角。
图1 生境变迁对滨海湿地完全氨氧化菌群落构建的影响
该研究结果以“Community assembly of comammox Nitrospira in coastal wetlands across southeastern China”为题，发表在美国微生物学会的权威期刊Applied and Environmental Microbiology（中科院SCI二区Top，IF = 4.4）上。林永新研究员为第一作者，贺纪正教授和杨平研究员为通讯作者。
原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.00807-23
研究成果二：氧化亚氮还原菌是目前已知的去除N2O的唯一生物途径，在陆地和水体的N2O减排中扮演重要角色。然而，氧化亚氮还原菌的两个主要分支clade I 和clade II在滨海湿地中的生态位分异特征尚不清楚。土壤生态学团队和湿地团队合作，采集了闽江河口鳝鱼滩湿地五种不同植被类型湿地和光滩三个土层的土壤，测定clade I 和clade II丰度、多样性和群落结构，并分析其网络关系。研究发现clade I 和clade II的丰度均随着土层深度的增加而显著降低，并与盐度、总碳和总氮呈显著正相关关系。其中，盐度是影响clade I 和clade II丰度最主要的环境因子。网络分析表明，clade I 和clade II的相关关系中有92.2 %的关系是正相关，表明两个分支很有可能具有相似的生态位。此外，两个分支的群落结构的主要影响因子均是盐度、总碳和总氮，进一步证明了两个分支可能在鳝鱼滩湿地中具有相同的生态位。该结果革新了土壤氧化亚氮还原菌clade I 和clade II生态位具有明显分异的传统观点。
图2 不同植被类型和土层氧化亚氮还原菌clade I 和clade II丰度
该研究结果以“Microorganisms carrying nosZ I and nosZ II share similar ecological niches in a subtropical coastal wetland”为题，发表在环境科学与生态学领域著名期刊Science of the Total Environment（中科院SCI一区Top，IF = 9.8）上。林永新研究员为第一作者，林永新研究员和闽江学院叶桂萍副教授为通讯作者。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972300623X
研究成果三：不同的森林更新方式会显著影响土壤理化性质、微生物群落和生物地球化学循环过程，包括N2O排放。然而，不同森林更新方式如何影响N2O还原和氧化亚氮还原菌尚不清楚。土壤生态学团队利用三明站建立的由天然林转变而来的次生林、马尾松人工林和杉木人工林样地，研究了土壤和团聚体中氧化亚氮还原菌的变化特征。研究发现，和次生林相比，人工林土壤的N2O还原速率更低，而土壤和团聚体中的氧化亚氮还原菌clade I 和clade II丰度更高。氧化亚氮还原菌clade I的丰度远高于clade II，且与N2O还原速率有着更好的相关性，表明clade I可能在亚热带森林土壤的N2O还原过程中扮演更重要的角色。该研究推进了我们对亚热带森林土壤氧化亚氮还原菌clade I 和clade II的理解，并强调了clade I的重要性。
图3 不同森林更新方式N2O还原和排放的概念图
该研究结果以“The role of nosZ Ⅰ carrying microorganisms in regulating nitrous oxide reduction during forest conversion: A comparison of plantations and secondary forest in subtropical soils”为题，发表在土壤学著名期刊Pedosphere（中科院SCI一区Top，IF = 5.7）上。硕士生邓米林为第一作者，林永新研究员为通讯作者。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1002016023001054
研究成果四：快速的城镇化和对畜禽产品的需求增长产生了大量的粪肥，这些粪肥可以被利用来提高土壤生产力。然而，过量的粪肥施用如何影响作物产量，氮循环过程和微生物尚不清楚。土壤生态学团队利用20年长期施用猪粪肥的试验，测定了花生产量、土壤养分状况、氮循环过程和微生物功能基因丰度。研究发现，和不施肥、常规施用粪肥相比，过量施用粪肥，尤其是高量施用粪肥显著提高土壤养分状况、氮循环微生物功能基因丰度、硝化和反硝化潜势，但对花生产量和生物量的影响相对较小。随机森林分析发现，速效磷是影响氮循环微生物功能基因丰度最主要的环境因子，并与其呈正相关。总而言之，过量粪肥施用会促进土壤氮循环和氮素损失，但对产量的提高非常有限。
图4 粪肥施用对花生产量和生物量的影响
该研究成果以“Excessive manure application stimulates nitrogen cycling but only weakly promotes crop yields in an acidic Ultisol: Results from a 20-year field experiment”为题，发表在农业科学经典期刊Journal of Integrative Agriculture（中科院SCI一区Top，IF = 4.8）上。博士生宛颂为第一作者，林永新研究员和中国科学院南京土壤研究所樊剑波高级工程师为共同通讯作者。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923003581
研究成果五：捕食性原生生物被广泛认为是影响微生物群落的重要驱动力，但他们对氨氧化微生物的调控尚不清楚。土壤生态学团队利用高通量测序和网络分析，研究了红壤不同团聚体粒径中，捕食性原生生物群落和氨氧化微生物群落之间的关系。研究发现，有机肥替代显著增加捕食性原生生物多样性，但团聚体粒径增加则降低捕食性原生生物多样性。捕食性原生生物群落和氨氧化微生物群落显著相关。Amoebozoa中的Variosea是和氨氧化微生物群落有显著联系的基石型捕食性原生生物。该研究对农业土壤硝化过程的调控具有重要意义。
图5 捕食性原生生物与氨氧化微生物之间的关系
该研究结果以“Keystone predatory protists are associated closely withammonia‐oxidizing microorganisms in an acidic Ultisol”为题，发表在农业和环境科学高质量新刊Journal of Sustainable Agriculture and Environment上。林永新研究员为第一作者，林永新研究员和贺纪正教授为共同通讯作者。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sae2.12076
上述论文均以福建师范大学为第一单位，研究工作主要受到了国家自然科学基金项目(41930756, 42077041)和福建省自然科学基金项目（2020J01187）的资助。
