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长期过量施用氮肥导致华北平原土壤厚包气带中硝酸盐累积严重。微生物反硝化作用是降低土壤硝酸盐累积量的重要途径。目前对这一过程的影响因素及分子机理尚不清楚。通过对华北平原典型厚包气带0-10米土壤反硝化活性对碳源和厌氧条件响应的研究，发现表层是进行土壤反硝化的主要场所而深层土壤中反硝化作用显著减弱。碳源和厌氧条件能显著提高厚包气带反硝化活性，添加碳源提高了Pseudomonas 和 Bacillus 属等反硝化功能类群的丰度，厌氧环境的主要作用是提高N2O到N2的转换率，但在短时间对微生物群落结构影响不显著。本研究揭示了碳源和氧气含量对底层包气带反硝化过程影响的分子水平和微生物水平的机理，为开发微生物驱动的硝酸盐淋失阻控技术提供重要的理论依据。