厦门大学曹文志团队WR：多同位素+基因测序——揭开亚热带河口氮循环的“黑匣子”

背景：河口是连接河流与海洋的关键过渡带，也是氮循环的热点区域。然而，人类活动导致活性氮激增，引发水体富营养化等问题。硝酸盐（NO3-）是水体中无机氮的主要形态，其来源复杂且随盐度梯度变化显著，传统方法难以全面解析其转化过程。研究目的：本研究以亚热带九龙江口为对象，整合多同位素（δ15N-NO3-、δ18O-NO3-等）和宏基因组测序技术，旨在表征不同季节和亚区中硝酸盐的来源、混合与转化过程，并揭示微生物功能基因（如DNRN、DNRA、反硝化基因）如何响应盐度和温度变化，从而调控氮的最终归宿（去除或滞留）。结论：研究发现，NO3--N是溶解无机氮的主要形式（占70%–92%），其来源空间差异显著：向河亚区以土壤氮为主（44.7%），混合亚区主要受上游输入影响（64.6%），向海亚区则主要来自水产养殖（44.8%）。盐度和温度通过重塑微生物功能基因组成，主导了氮循环路径。在受陆地影响较强的淡水和低盐水体，反硝化作用占优，导致氮去除；而在高盐度水域，DNRA过程增强，促进氮保留，这体现了河口生态系统的缓冲能力和恢复力。研究为制定基于亚区的差异化河口氮污染管理策略提供了科学依据。