近日，我所生態(tài)與環(huán)境研究中心環(huán)境生態(tài)學(xué)創(chuàng)新團隊在PEDOSPHERE(中國科學(xué)院SCI期刊分區(qū)2025 農(nóng)林科學(xué)2區(qū)，IF2024-2025=7.3，JIF排名3/48)發(fā)表了題為 “Microbial distribution patterns and driving factors related to nitrogen cycling in karst Tiankeng soil” 的學(xué)術(shù)論文，我所為第一單位，王曉慧博士為第一作者，蒲高忠研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣西科學(xué)院桂科學(xué)者啟動費和廣西植物研究所基本科研業(yè)務(wù)費等項目的資助。

該研究以貴州董架五行天坑群落魂洞天坑為研究對象，探究了典型天坑土壤氮循環(huán)相關(guān)微生物分布格局及驅(qū)動因子。研究結(jié)果顯示，天坑內(nèi)反硝化細(xì)菌、氨氧化細(xì)菌和氨氧化古菌群落的多樣性和豐度高于天坑外;天坑內(nèi)部的微生物網(wǎng)絡(luò)關(guān)系更為脆弱。此外，在這些氮循環(huán)相關(guān)微生物的影響下，天坑內(nèi)的氮含量顯著降低(P< 0.05)，而養(yǎng)分含量高于天坑外。

圖1. 貴州落魂洞天坑概況。(a)高程圖，(b)剖面圖。

圖2. 貴州落魂洞天坑內(nèi)外的微生物隨機分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)及關(guān)鍵物種。

注：圖中展示了(a)貴州落魂洞天坑內(nèi)的DNB、(b) AOB和(c) AOA的微生物隨機分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，以及(d)貴州天坑外的DNB、(e) AOB和(f) AOA的微生物隨機分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)(節(jié)點大小根據(jù)          模塊性分類;節(jié)點顏色代表模塊，邊顏色代表相互作用，紅色表示正相關(guān)，綠色表示負(fù)相關(guān))。此外，(g) DNB、(h) AOB和(i) AOA為Zi-Pi圖。

圖3. 貴州落魂洞天坑內(nèi)外土壤中反硝化細(xì)菌(DNB)、氨氧化細(xì)菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的物種組成。

注：該圖通過維恩圖和堆疊圖的形式，展示了(a)反硝化細(xì)菌、(b)氨氧化細(xì)菌及(c)氨氧化古菌在物種水平上的相對豐度分布。

圖4. 貴州天坑內(nèi)外土壤的化學(xué)性質(zhì)。注：(a)總氮含量，(b)有機質(zhì)含量，(c)總磷含量，(d)總鉀含量，(e)鈣含量，(f)鎂含量。

該研究論文是第一份關(guān)于喀斯特地區(qū)天坑驅(qū)動氮循環(huán)的關(guān)鍵微生物分布格局的報告，為了解天坑生態(tài)系統(tǒng)這一特殊生態(tài)環(huán)境下與氮循環(huán)相關(guān)微生物的結(jié)構(gòu)和潛在功能提供了新的見解和 科學(xué)參考。