中国南北森林における機能的微生物群集による土壌窒素鉱化作用の駆動

科学分野:

• 土壌科学
• 微生物生態学
• 生物地球化学

背景:

• 窒素（N）鉱化作用は、生態系におけるN利用可能性を調節する重要な微生物プロセスである。
• 多様なバイオームにわたるN鉱化作用の微生物ドライバーを理解することは、生態系管理にとって不可欠である。

研究 の 目的:

• 10の対照的な森林バイオームにわたる土壌メタゲノムと窒素鉱化作用速度（NMR）の関係を調査すること。
• さまざまな森林タイプにわたるNMRの変動を説明する微生物窒素循環遺伝子および経路を特定すること。

主な方法:

• 中国の温帯林、亜熱帯林、熱帯林にわたる土壌メタゲノムと窒素鉱化作用速度の分析。
• 脱窒、硝化、アンモニア化を含む微生物窒素循環遺伝子経路の定量化。

主要な成果:

• 亜熱帯林ではNMRが有意に高く、気候やNH₄⁺などの土壌因子と相関していた。
• 微生物窒素循環遺伝子および種の存在量も亜熱帯地域で高かった。
• 微生物の窒素脱窒および硝化経路は、窒素アンモニア化と比較してNMR変動のより大きな割合を説明した。

結論:

• 微生物窒素循環特性は、森林バイオームにわたる土壌窒素鉱化作用速度の重要な決定要因である。
• 本研究の結果は、多様な森林生態系におけるN循環の調節における微生物群集の役割を強調している。
• この知識は、世界の森林におけるN循環管理戦略の改善に役立つ可能性がある。