近日，MED近海生态研究团队在国际期刊《Journal of Geophysical Research: Oceans》发表题为“Nutrient regulation of diazotroph communities and nitrogen fixation in the Northeastern Indian Ocean”的研究论文。该论文已于2026年7月发表。朱元励副研究员为论文第一作者，江志兵研究员与曾江宁研究员为共同通讯作者。

寡营养的东北印度洋由于相对于铁（Fe）和磷（P）而言氮（N）的可利用性较低，被认为是潜在的生物固氮热点区域。已有研究在该区域观测到了N₂固定活动，但其速率总体处于相对较低水平。更重要的是，目前控制该区域N₂固定的关键环境因素仍不清楚。

本研究共选取孟加拉湾（BoB）8个站位开展N₂固定速率（NFRs）和初级生产力（PP）培养实验（图1）。同时研究基于荧光定量PCR方法（qPCR）对不同固氮生物的nifH基因型进行定量分析，目标类群包括束毛藻属（Trichodesmium spp.）、单细胞蓝藻（UCYN-A、UCYN-B和UCYN-C）、Richelia属（het-1）以及γ-变形菌（γ-24774A11）。

图1   采样站位和海流示意图

qPCR分析得到的固氮生物群落结构表明（图2），Trichodesmium spp.是研究区域固氮生物群落中的优势类群，在大多数站位和水层中占固氮生物总丰度的50%以上；其次为 UCYN-B（Crocosphaera watsonii）。这一群落组成特征与nifH 基因拷贝数的结果一致，即UCYN-B是本研究中丰度仅次于Trichodesmium的固氮生物类群。在E87-28和EQ-06站的25–60 m 水层，UCYN-B 在固氮生物群落中占据优势，其相对丰度最高可达 73%，且这些水层同时观测到了 N₂ 固定活动。这表明，在特定环境条件下，UCYN-B 可能成为N₂固定的重要甚至主要贡献者。

对固氮生物群落结构进行相关性分析发现，Trichodesmium spp.与 UCYN-B的相对丰度之间存在显著负相关关系（Spearman，r=−0.75，n=36）。这一结果表明，两类固氮生物可能具有明显的生态位分化（niche partitioning），并可能在不同光照、营养盐等环境条件下表现出不同的竞争优势。

图2   六种主要固氮生物 nifH 基因拷贝数在各采样深度的垂向分布图

研究区N₂ 固定速率和 nifH 基因丰度的空间异质性可能主要受到营养盐化学计量关系及其可利用性的调控（图3）。赤道区：高Fe、丰富DOP及低DIN形成高Fe:N和低DIN:TDP环境，有利于 Trichodesmium 占优，并对应较高N₂固定速率；北部BoB：河流输入增加N、P和Fe，但高DIN促进非固氮浮游植物竞争；UCYN-B可利用硝酸盐，在部分水层占优并贡献N₂固定。南部BoB：Fe可利用性及Fe:N较低，nifH 丰度和N₂固定速率均较低，表明Fe限制可能显著抑制固氮活动。

图3  营养盐的供给与可利用性如何调控东北印度洋固氮生物群落组成和 N₂ 固定速率概念图

本研究得到国家自然科学基金项目（42076134, 42276093, 42476130, 42176148, 42206038）联合资助。

论文信息：

Zhu, Y., Zhang, M., Hughes, D. J., Browning, T. J., Liu, J., Dai, S., Feng Y., Zhang R., Sun Z., Lu Y., Meng Q., Du P., Zeng J* and Jiang Z* (2026). Nutrient regulation of diazotroph communities and nitrogen fixation in the Northeastern Indian Ocean. Journal of Geophysical Research: Oceans, 131, e2025JC022531. https://doi.org/10.1029/ 2025JC022531