致力于开发和应用前沿和分子水平的天然有机物和污染物分析，以阐明水体和土壤质量对全球变化和人类活动的未知响应。研究目标：
课题组的长期研究目标是拓展对各类生态系统中土壤和水化学的基本认识，以更好地应对全球变化和人类活动影响下的生态环境变化问题。 土壤有机质（SOM）和溶解有机物（DOM）分别是陆地和水生环境中最大的碳（C）库，调节着碳氮和污染物的循环，但其化学性质、稳定性和对环境变化的响应仍不清楚。 在未来几年，我的研究重点将包括：1）结合长期野外实验与室内分子水平化学分析，阐明SOM和金属的生物地球化学和土壤微生物群落与活动对森林火灾和氮沉降增加等环境变化因素的响应; 2）将流域DOM化学与水处理技术相结合，探索全球变化与人类活动下饮用水水质的变化; 3）阐明植物细根化学，揭示其在个体、生态系统和全球尺度下的地下生物地球化学循环的作用。

1) SOM生物地球化学与全球环境变化
土壤在C循环中起着关键作用，SOM的碳库比全球大气和植被的总和更大，向大气排放的碳量可达人为排放源的数十倍。随着全球环境变化（城市化、变暖、大气二氧化碳增加、氮沉降增加、野火、海平面上升等），SOM化学的潜在变化仍然存在很大的不确定性，成为了构建准确的碳-气候模型的瓶颈，并限制预测污染物环境行为的能力。在过去的几十年中，学界对SOM认识的传统观点逐渐从持久性腐殖质转变为逐渐分解有机化合物的连续体，强调了在分子水平上理解复杂SOM成分的必要性。课题组使用生物标志物分析（碳水化合物，萜类化合物，角质，木栓质，木质素，磷脂脂肪酸等）和核磁共振技术，并发现森林中20年的地上凋落物增加并不能增加C储存，因为额外的凋落物输入促进了OM的降解[1]。此外，20年的根系排除降低了不稳定的碳水化合物含量和微生物活性，并增加了角质素和木栓质衍生化合物的保存。最近，我们还揭示了温带森林中22年的氮沉降改变了微生物群落并增加了来自角质和木质素的土壤碳库[2]。

2) DOM化学和水安全
水安全是全球人类健康和经济发展的重要基础。流域森林等自然生态系统在维持水资源方面发挥着关键作用，但却易受自然和人为干扰的影响。源水中的DOM是已知的前体物，与消毒剂反应可以产生消毒副产物（DBP：含可致癌污染物）。了解流域中的DOM化学及其氯化氯胺化产物生成的潜在影响是饮用水供应的一个重要问题。来自流域的DOM可以来自植物，土壤，动物，微生物和人为化学物质，并且在进入水处理厂之前经历不同程度的降解/转化[3]，[4]，[5]。课题组以往的研究表明，浮游细菌细胞和生物膜都是重要的消毒副产物前体，不同于腐殖酸或植物来源的有机物质。它们的氯化氯胺化反应性高度依赖于细菌种类，表型和管道材料。目前的研究往往缺乏全球变化下的森林流域动态与水质之间的联系。课题组关注于森林流域受到干扰影响后（例如，火灾，城市化和海平面上升）如何影响与DOM相关的水质和水处理的效率。课题组之前研究了加利福尼亚历史上第三大野火的2013年加州边缘火灾（面积> 10万公顷，深圳市面积的一半;持续3个月），证明了火灾温度，氧气供应和燃料来源相互影响陆源DOM的化学性质，导致美国旧金山260万居民饮用水中产生新兴致癌物质（含溴、含氮消毒副产物）的反应性增强[6]，[7]， 8]。这些研究将全球变化、水安全和人类健康联系起来，并为火灾多发地区的供水管理决策者提供关键的信息。

3) 根系有机物化学
在个体，生态系统和全球尺度上阐明根化学的本质对于将根形态与根功能联系起来以及理解根进化是必不可少的。与SOM和DOM类似，细根是全球气候变化的一个非常敏感的组成部分，它们的准确周转仍然是难以捉摸的，这在模拟全球碳，氮和水循环时会产生很大的不确定性。已经越来越多地认识到，细根<2mm不是单个库，因为它们基于分枝结构具有极高的异质性。与根生态学家不同，我的研究主要集中在分子水平的根系有机[9]，[10]和无机[11]，[12]化学，以及它们的生态环境效应（如，土壤植物修复和根源土壤碳库的稳定性）。我们发现，与高阶根相比，最远端的根在树木的金属解毒和SOM形成中起着关键作用。最近，我与孔德良博士合作的研究强调了根系形态和根氮浓度沿着进化梯度的变化[13]，提出了一种推动根系进化的营养吸收 - 转运平衡假说[14]。

参考文献：
[1] Wang JJ, Pisani O, Lin LH, Lun OOY, Lajtha K, Bowden RD, et al., STOTEN, 2017, 607, 865-875.
[2] Wang JJ, Bowden RD, Lajtha K, Washko SE, Wurzbacher SJ, Simpson MJ, Biogeochem, 2019, 142, 299–313.
[3] Wang JJ, Ng TW, Zhang Q, Yang XB, Dahlgren RA, Chow AT, et al. Biogeosci, 2012, 9, 3721-3727.
[4] Wang JJ, Liu X, Ng TW, Xiao JW, Chow AT, Wong PK, Water Res 2013, 47, 2701-2709.
[5] Wang JJ, Chow AT, Sweeney JM, Mazet JA, Water Res 2014, 59, 219-228.
[6] Wang JJ, Dahlgren RA, Ersan MS, Karanfil T, Chow AT. Environ Sci Technol 2015, 49, 5921-5929.
[7] Wang JJ, Dahlgren RA, Chow AT. Environ Sci Technol 2015, 49, 14019-14027.
[8] Wang JJ, Dahlgren RA, Ersan MS, Karanfil T, Chow AT, Water Res 2016, 99, 66-73.
[9] Wang JJ, Tharayil N, Chow AT, Suseela V, Zeng H, New Phytol 2015, 206, 1261-1273.
[10] Kong DL, Wang JJ, Kardol P, Wu HF, Zeng H, Deng XB, et al., Biogeosci 2016, 13, 415-424.
[11] Wang JJ, Guo YY, Guo DL, Yin SL, Kong DL, Liu YS, et al., Environ Sci Technol 2012, 46, 769-777.
[12] Guo YY, Wang JJ, Kong DL, Wang W, Guo DL, Wang YB, et al., Environ Sci Technol 2013, 47, 11465-11472.
[13] Kong DL, Wang JJ, Wu HF, Valverde-Barrantes OJ, Wang RL, Zeng H, et al. Nat Commun, 2019, 10, 2203.
[14] Kong DL, Wang JJ, Zeng H, Liu MZ, Miao Y, Wu HF, et al., New Phytol 2016, 213, 1569-1572.