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硝化反应是地球土壤氮循环的关键环节,同时也是联通自然界还原态无机氮和氧化态无机氮的唯一途径.作为硝化反应的限速步骤,氨氧化反应由氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)共同催化完成.受制于AOA纯培物的匮乏,两种氨氧化微生物在土壤氨氧化中的相对贡献率和导致二者生态位分离的环境因子仍不清楚.为了探明AOA和AOB的生长随土壤深度的变化、AOA和AOB在土壤氨氧化过程中的相对贡献率以及导致二者生态位分离的环境因子,本文采用克隆库的构建、β多样性指数的计算和功能基因(amoA)的荧光定量分析等方法研究了长期在不同氨氮浓度(上层：143μgN/g土；中层：61.9μgN/g土；下层：39.9μgN/g土)胁迫下,模拟水稻土柱上、中、下三层土壤中AOA和AOB群落结构和数量的动态变化.经过18个月的培养,在氨氮浓度最高的土柱上层,基质亲和力较高的Nitrosotalea簇氨氧化古菌占克隆库的比例从66.7％下降到52.9％,而基质亲和力较低的Nitrososphaera簇氨氧化古菌占克隆库的比例从20％增加到47.1％；在氨氮浓度最低的土柱下层,氨氧化古菌菌群结构变化与土柱上层完全相反,基质亲和力高的氨氧化古菌自上而下迁移,基质亲和力低的则自下而上迁移.土柱中AOB由亚硝化螺菌(Nitrosospira)的单独存在变为亚硝化螺菌(Nitrosospira)和亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)共存.在培养的末段,土柱上、中、下三层均可检测到基质亲和力较低的亚硝化单胞菌(Nitrosomonas),且其数量和所占克隆库比例的最高值均出现在氨氮浓度最高的上层.β-多样性分析显示,AOA序列构建的基因克隆文库中含有9个OTU,AOB含有8个OTU.培养过程中,上、中、下三层的AOA和AOB的OTU数量均发生了一个先减少后增加的过程,AOA OTU数量的恢复要早于AOB,表明AOA对氨氮胁迫的适应能力要强于AOB.AOA和AOB的amoA基因定量结果显示,经过18个月的培养,在氨氮浓度最高的上层,AOB的amoA基因数量增加了12.5倍,AOA的amoA基因数量减少了近一半,表现出在氨氮胁迫下明显的生态位分离；在氨氮浓度较低的中下层,二者的amoA基因数量变化规律不明显,可能与土壤深度相关的理化因子在AOA和AOB生态位分离中起主要作用.氨氧化活性的结果显示,上、下两层的氨氧化速率分别为17.45μg·N·L-1·g-1(干重).h-1、12.19μg·N·L-1·g-1(干重)·h-1,而在AOA的amoA基因与AOB的amoA基因比值最高的土柱中层,氨氧化活性最高,为29.87tg·N·L-1·g-1(干重)·h-1,表明AOA在氨氧化反应中起了主要作用.