沉積物氮循環細菌是湖泊生態系統生物脫氮最重要的驅動者，是維持湖泊生態系統氮平衡和保障湖泊生態功能的關鍵類群。沉水植物是湖泊生態系統重要的初級生產者，也是營養鹽循環的關鍵調節者，對湖泊生態系統中的其他組分具有十分重要的調控作用。研究沉水植被對沉積物氮細菌群落的影響結果及作用途徑，對揭示植物-微生物相互關系具有重要的指導意義，能夠為湖泊生態系統管理與保護提供重要的理論依據。
武漢植物園濕地生態學學科組針對洪湖西南、東北湖區不同沉水植被情勢，調查沉積物氮循環細菌如硝化、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結果，以及相關環境因子如水質和沉積物性質的響應趨勢。研究結果表明，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細菌群落的組成、多樣性和豐度，亦可通過改善湖泊水質和沉積物性質而間接地作用于氮循環細菌群落。隨著沉水植被生物量和物種豐富度的增加，大多數氮循環細菌群落包括硝化、反硝化和DNRA細菌的多樣性減少，豐度增加，而anammox細菌則呈相反趨勢。同時，研究結果發現沉積物高碳氮比(C:N)對硝化和反硝化細菌的群落豐度具有顯著負效應，從而為高碳氮比促進微生物脫氮效應的傳統認知做出新注解。此外，結構方程模型的分析結果顯示，在沉水植被的驅動下氮循環細菌形成了積極的種間相互作用。總的來講，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)”在國際學術期刊Science of the Total Environment上發表。博士研究生吳昊平為第一作者(現為廣東工業大學博士后)，邢偉研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金(31870346, 51879007)、廣東省重點實驗室項目(2019B121203011)等項目的資助。
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細菌的影響示意圖
洪湖環境變量對沉積物氮循環細菌功能基因豐度的影響
