盐沼微生物群落沿海拔梯度重建的共现模式与生态机制研究

研究人员通过构建人工岛屿模拟盐沼海拔梯度，结合16S/18S rRNA测序和共现网络分析，揭示了原核生物与微真核生物在扰动后的群落重组规律。研究发现微生物群落沿海拔梯度呈现模块化分布，Woeseiaceae、Flavobacteriaceae和Rhodobacteraceae作为关键类群驱动网络稳定性，证实了栖息地过滤（habitat filtering）在群落组装中的主导作用。该研究为海岸带生态恢复提供了理论依据，发表于《Scientific Reports》。

　　

盐沼作为陆地与海洋之间的生态过渡带，以其独特的生产力水平和碳汇功能成为海岸带研究的焦点。然而，随着海平面上升和风暴潮加剧，这种动态平衡正面临严峻挑战。盐沼生态系统的稳定性很大程度上依赖于其沿海拔梯度形成的生物群落分区——从高位盐沼（Upp）经低位盐沼（Low）、先锋带（Pio）直至潮滩（Mud），不同海拔的淹没频率差异塑造了特异的生物组合。尽管前人研究已关注到植物或单一微生物类群的分布规律，但原核生物与微真核生物间的互作网络及其在扰动后的恢复机制仍是未解之谜。

德国奥尔登堡大学（Carl von Ossietzky Universit?t Oldenburg）的科研团队在《Scientific Reports》发表创新性研究。通过在斯皮克岛（Spiekeroog）潮滩构建人工岛屿实验系统，模拟自然盐沼海拔梯度（70-130 cm NHN），并设置移植植被（Trans）与裸地（Bare）对照，结合高通量测序（16S/18S rRNA）和共现网络分析，揭示了微生物群落在人工扰动后的重组规律。研究发现，尽管初始环境被完全改变，微生物群落仍能沿海拔梯度重建出与自然盐沼相似的分区模式，但人工设置的持续影响导致完全恢复需时超过五年。

研究采用三项关键技术：1）人工岛屿控制实验系统模拟不同海拔的淹没频率；2）跨域微生物群落分析（16S rRNA靶向原核生物，18S rRNA靶向微真核生物）；3）基于Spearman相关（r≥0.7）的共现网络模块化分析，结合Zi-Pi算法识别关键类群。

微生物群落沿海拔梯度组装
通过非度量多维标度（NMDS）分析发现，原核与真核群落β多样性均呈现从高位盐沼到潮滩的连续变化。人工岛屿的群落虽与自然状态存在差异，但已表现出海拔特异性分化，如硫酸盐还原菌Desulfobulbales在低海拔区域富集，而土壤酸杆菌Acidobacteriae在高海拔区域占优。

跨域共现网络揭示模块化结构
网络分析识别出24个模块，其中5个主要模块（M1-M5）分别对应人工海洋型（M1）、人工盐沼型（M2）、人工陆源型（M3）以及自然盐沼的陆源（M4）和海洋型（M5）群落。Woeseiaceae和Rhodobacteraceae同时作为模块枢纽（Zi>2.5）和连接器（Pi>0.62），在维持网络稳定性中起核心作用。

栖息地过滤主导群落构建
贝叶斯回归模型显示，海拔差异对群落差异的解释度（后验估计值0.76-0.92）显著高于地理距离，证实环境筛选（habitat filtering）是主要驱动力。植被移植虽能加速群落重建，但无法完全消除人工设置的持续影响。

这项研究首次系统阐释了盐沼微生物群落在跨域互作网络中的海拔适应机制，为预测风暴潮等扰动后的生态恢复提供了理论框架。发现的Woeseiaceae等关键类群可作为生物标记物，用于监测海岸带生态健康状态。研究成果对维护盐沼碳汇功能、指导生态工程实践具有重要价值。