鄱阳湖土壤颗粒与海拔梯度对原核生物群落分布格局及营养代谢功能的调控机制

本研究针对湿地生态功能转化中土壤颗粒分异与海拔变化的调控机制，通过分析鄱阳湖不同沉积环境下土壤样本的原核生物群落结构（16S rRNA测序）及碳氮磷代谢相关酶活性，揭示高砂质土壤（55%-93% sand）中古菌(Archaea)和细菌(Bacteria)的Shannon指数及网络复杂度显著高于高黏土土壤（23%-42% sand），且海拔通过土壤水分-pH途径间接影响群落，为湿地微生物响应环境变化提供理论依据。

　　

湿地作为陆地与水域的过渡带，其生态功能转化常受土壤沉积差异和海拔变化的深刻影响。鄱阳湖作为中国最大淡水湖，其复杂的水文条件和沉积环境为研究土壤-微生物互作提供了天然实验室。以往研究多关注单一环境因子对微生物的影响，而土壤颗粒组成与海拔梯度的协同作用机制尚不明确。江西省科学院的研究团队通过对比湖相（L）与河流相（F）沉积区的土壤样本，首次系统解析了土壤质地与海拔对原核生物群落及其代谢功能的差异化调控。

研究采用16S rRNA基因测序技术分析微生物群落结构，结合土壤酶活性检测（包括β-葡萄糖苷酶(βG)、酸性磷酸酶(ACP)等），并测定土壤理化性质（SOC、TN、DOC、NH₄⁺-N等）。样本采集自鄱阳湖湿地坡面，涵盖低至高海拔梯度（具体高程未披露）。

土壤性质的空间异质性
湖相沉积区（L）土壤含水量（SM）和营养水平（SOC 8.02-16.62 g/kg）显著高于河流相（F），但pH较低。砂质土壤（F）的古菌和细菌α多样性（ACE、PD_whole_tree）随海拔升高而降低，而黏土土壤（L）的碳磷代谢酶活性更高。

微生物群落响应机制
结构方程模型显示，土壤颗粒通过影响养分和pH间接调控群落（解释度达47.3%），而海拔则通过SM-pH途径作用（解释度28.1%）。网络分析表明高砂质土壤的微生物互作更复杂，可能与砂粒的高透气性促进寡营养菌群竞争有关。

功能代谢的差异化响应
碳代谢酶（如βG）对海拔变化敏感，而氮循环酶（如脲酶）仅受土壤颗粒影响。黏土土壤的高酶活性归因于其有机质-黏粒复合体对微生物底物的缓释效应。

该研究创新性揭示土壤颗粒与海拔的级联效应：沉积环境决定土壤质地，进而通过养分-pH-水分的三元通路塑造微生物群落功能。成果发表于《Limnologica》，为湿地生态修复提供微生物维度新靶点，尤其在气候变化背景下水文节律改变的区域管理中有重要应用价值。作者团队（Chi Zeyong等）强调未来需结合宏基因组技术深入解析功能基因的响应机制。