近日，我所生態(tài)與環(huán)境研究中心環(huán)境生態(tài)學創(chuàng)新團隊在CATENA(中國科學院SCI期刊分區(qū)2025 農林科學1區(qū)TOP，IF2023-2024=5.4)發(fā)表了題為“Nitrogen-Cycling Microbial Diversity and Function in Tiankengs at Different Evolutionary Stages” 的學術論文，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。該研究將天坑確定為喀斯特地區(qū)氮封存熱點，強調了它們對脆弱巖溶生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)恢復和可持續(xù)管理的重要性，得到了國家自然科學基金、廣西科學院桂科學者、廣西植物研究所基本科研業(yè)務費等項目的資助。

該研究首次報道了不同進化階段天坑(白洞天坑、神木天坑、大曹天坑)中氮循環(huán)微生物的組成、多樣性和功能。研究結果顯示，成熟的天坑表現出最高的土壤有機碳、氮和有效磷水平，塑造了獨特的微生物群落。Ralstonia pickettii和unclassified c_Betaproteobacteria分別成為天坑成熟和退化的潛在指標。氨氧化古菌在氮循環(huán)中比細菌起著更重要的作用。并且，隨著天坑的退化，與外部環(huán)境的連通性增加，氮循環(huán)的主導地位從氨氧化和硝化轉變?yōu)榉聪趸?/p>

圖1. 不同進化階段的天坑。

注：(a)白洞天坑、(b)神木天坑、(c)大曹天坑的三維全景;(d)未成熟天坑、(e)成熟天坑和(f)退化天坑的相應示意圖。

圖2.不同進化階段天坑與氮循環(huán)相關微生物的組成。

注：(a)反硝化細菌(DNB)、(b)氨氧化古菌(AOA)和(c)氨氧化細菌(AOB)的OTUs的維恩圖。堆疊柱狀圖顯示了(d) DNB、(e) AOA和(f) AOB的種水平組成。

圖3. 與氮循環(huán)相關微生物與環(huán)境因素的相關性分析。

注：(a)結構方程模型(SEM)，紅色為正相關，藍色為負相關。顯著的相關性用數值標記，模型擬合指標在每個因子的右上角表示。EF表示環(huán)境因子的平均值。(b)Mantel-Test相關性熱圖，用于說明了氮循環(huán)微生物與環(huán)境因素之間的關系。