河岸帶濕地是河流生態系統和陸地生態系統之間的過渡地帶，在截留面源污染和維持河流生態系統健康方面起著至關重要的作用。河岸帶濕地主要通過反硝化作用削減氮污染，而反硝化過程與非生物因子 (土壤性質和水質) 和生物因子（功能微生物和植被）均密切相關。迄今為止，環境和生物因素對河岸帶濕地反硝化速率影響的潛在途徑尚不明確。
中科院武漢植物園濕地生態學學科組的馬琳、劉貴華和劉文治等科研人員，在中國亞熱帶地區選取了一條富氮河流——淇河的河岸帶濕地為研究對象，測定了其沉積物的反硝化速率，分析了植物蓋度和物種豐富度，并采用qPCR技術定量了反硝化菌的豐度。結果發現，淇河岸帶濕地的潛在和背景反硝化速率存在較強的季節差異，夏季濕地的反硝化速率顯著高于冬季。同時，濕地的反硝化速率與土壤氮含量顯著正相關，表明淇河岸帶濕地的脫氮過程存在氮限制。此外，濕地反硝化速率與nirK 和nirS 基因豐度以及植物蓋度和物種豐富度都顯著正相關。路徑模型分析發現，土壤濕度和氮含量可以直接影響沉積物的反硝化作用，也可通過調節植物和微生物群落結構來間接影響反硝化作用（圖1）。該工作揭示，土壤理化性質是影響亞熱帶地區河岸帶濕地反硝化速率的主要因素，但植物和微生物群落之間的反饋機制對調控土壤反硝化速率也起著重要作用。
研究成果以“Soil properties alter plant and microbial communities to modulate denitrification rates in subtropical riparian wetlands”為題，發表于國際學術期刊《Land Degradation & Development》，中國科學院武漢植物園馬琳助理研究員和劉文治研究員分別為第一作者和通訊作者。這項工作得到了國家自然科學基金（No. 51709255）和中國科學院青年創新促進會（No. 2017388）支持。
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圖1生物和非生物因子影響濕地反硝化速率的路徑分析
