土壤氮循环是维持生态系统养分供给、植物生产力和环境质量的关键生物地球化学过程。土地利用方式可通过改变土壤pH、碳氮养分供给和微生物群落结构，显著影响硝化、反硝化及N₂O排放。土壤病毒作为数量庞大、宿主特异性强的生物组分，能够通过感染微生物宿主改变微生物代谢和群落，进而影响微生物氮循环功能。然而，土地利用方式改变如何调节病毒对土壤微生物群落、硝化作用和反硝化作用的影响，目前仍缺乏深入认识

基于此，中国科学院城市环境研究所区域与城市生态安全全国重点实验室朱永官院士团队（城市土壤生物地球化学过程创新团队）城市微生物组（苏建强组），选取森林、城市绿化带和农田三种不同利用方式土壤，构建了“微生物＋活性病毒”（B+V）与“微生物＋灭活病毒”（B−V）的土壤微宇宙培养体系，并分别培养14天和56天。研究结合病毒样颗粒定量、细菌和真菌扩增子测序、硝化与反硝化功能基因定量及群落分析、潜在硝化速率和潜在反硝化速率测定，以及产生的N₂O稳定同位素测定，系统评估不同土地利用背景下活性病毒对土壤微生物群落和氮循环过程的影响。结果表明：（1）活性病毒添加显著提高了不同土地利用类型土壤中的细菌丰度，并重塑了细菌和真菌群落组成；（2）病毒对土壤硝化作用的影响具有明显的土地利用依赖性，表现为病毒添加降低森林和农田土壤中的潜在硝化速率，而升高城市绿化带土壤中的潜在硝化速率；（3）病毒对反硝化过程及N₂O产生的影响同样因土地利用类型而异，其中病毒添加升高森林土壤中的潜在反硝化速率和N₂O排放速率，但降低城市绿化带土壤中的潜在反硝化速率，同时病毒改变了森林和农田土壤中N₂O的产生途径；（4）病毒对土壤氮循环的影响与土地利用背景下的土壤养分水平、微生物群落和病毒样颗粒丰度密切相关，且氮循环过程对病毒添加的响应受到土壤类型和培养时间的共同调控。相关研究成果以“Land use modulates viral impacts on soil nitrification and denitrification”为题发表于国际知名期刊Environmental Science and Technology上。中国科学院城市环境研究所赵沙博士生为论文第一作者，李虎项目研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（42177097）和福建省自然科学基金(2023J06047)共同资助。

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（文：城市土壤生物地球化学过程创新团队；图：城市土壤生物地球化学过程创新团队）