近日，我院青年教师李想博士和团队成员在华北平原农田土壤硝化微生物响应气候变暖机制研究方面取得重要成果，相关研究以“Comammox Nitrospira and AOB are more sensitive to warming than AOA in croplands of the North China Plain”为题，发表于Elsevier旗下土壤及微生物生态领域权威期刊《Applied Soil Ecology》。

全球气候变暖深刻改变土壤氮素循环过程，完全氨氧化微生物(CMX)是近年新发现的硝化功能类群，但在农田生态系统中，它与传统氨氧化古菌(AOA)和细菌(AOB)对升温的响应差异尚不明确。针对这一科学问题，研究团队采集华北平原11个典型农田点位土壤，设置25℃与35℃室内恒温培养试验，系统解析升温对土壤净氨化、净硝化速率、温度敏感性（Q₁₀）以及三类硝化微生物群落的影响机制。

图1 净氨化与净硝化速率及其温度敏感性

图2 不同温度条件下驱动净氨化、净硝化及其Q₁₀的影响因子

研究结果表明，升温条件下，土壤净硝化速率提升幅度显著高于净氨化，净硝化过程具备更高Q₁₀。升温显著降AOB与CMX群落多样性、网络互作复杂度，造成二者生态位宽度收缩；而AOA群落的多样性、群落组成与共发生网络受升温影响很小，表现出较强热耐受性。通过生态零模型解析群落构建过程发现：升温提高AOA群落随机过程占比；增强AOB群落确定性选择压力；CMX整体仍以随机过程主导，但内部发生由漂变向扩散限制的明显转变。该结果揭示，气候变暖对三类氨氧化微生物驱动完全不同的群落组装路径，不能用统一模式概括硝化功能微生物对增温的响应规律。借助随机森林机器学习与相关性分析，进一步明确了主导净硝化速率及其温度敏感性的驱动因子。AOB和CMX相比AOA对变暖更加脆弱，预示未来气候变化条件下农田土壤硝化微生物会发生功能重新分配，会影响农田硝态氮淋溶、氧化亚氮温室气体排放风险。研究结果为华北平原农田应对气候变暖背景下的氮素科学管理提供理论依据。

李想博士为该文第一作者，我院教师卢明媚、周振兴、杨瑞先、张克胜博士等为共同作者，合作单位为华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室国家杰青黄巧云和陈雯莉研究团队。该研究得到国家自然科学基金青年基金项目(42407428)和河南省教育厅高等学校重点项目(25A180022)资助。

注：Applied Soil Ecology为爱思唯尔旗下刊物，目前列为JCR一区，中科院二区期刊。

论文信息：Li X, Shi YR, Tian NN, et al. Comammox Nitrospira and AOB are more sensitive to warming than AOA in croplands of the North China Plain. Applied Soil Ecology, 2026, 225, 107276.

https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2026.107276

图/文：李想 

一审：田宁宁，二审：杨瑞先，三审：张荣