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我所在喀斯特天坑與氮循環相關微生物多樣性研究方面取得新進展
近日，我所生態與環境研究中心環境生態學創新團隊在CATENA(中國科學院SCI期刊分區2025 農林科學1區TOP，IF2023-2024=5.4)發表了題為“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氮封存熱點，強調了它們對脆弱巖溶生態系統的生態恢復和可持續管理的重要性，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，與外部環境的連通性增加，氮循環的主導地位從氨氧化和硝化轉變為反硝化。
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. 與氮循環相關微生物與環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表示環境因子的平均值。(b)Mantel-Test相關性熱圖，用于說明了氮循環微生物與環境因素之間的關系。
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