近日，我所生态与环境研究中心环境生态学创新团队在CATENA(中国科学院SCI期刊分区2025 农林科学1区TOP，IF2023-2024=5.4)发表了题为“Nitrogen-Cycling Microbial Diversity and Function in Tiankengs at Different Evolutionary Stages” 的学术论文，我所为第一单位，王晓慧博士为第一作者，蒲高忠研究员为通讯作者。该研究将天坑确定为喀斯特地区氮封存热点，强调了它们对脆弱岩溶生态系统的生态恢复和可持续管理的重要性，得到了国家自然科学基金、广西科学院桂科学者、广西植物研究所基本科研业务费等项目的资助。

该研究首次报道了不同进化阶段天坑(白洞天坑、神木天坑、大曹天坑)中氮循环微生物的组成、多样性和功能。研究结果显示，成熟的天坑表现出最高的土壤有机碳、氮和有效磷水平，塑造了独特的微生物群落。Ralstonia pickettii和unclassified c_Betaproteobacteria分别成为天坑成熟和退化的潜在指标。氨氧化古菌在氮循环中比细菌起着更重要的作用。并且，随着天坑的退化，与外部环境的连通性增加，氮循环的主导地位从氨氧化和硝化转变为反硝化。

图1. 不同进化阶段的天坑。

注：(a)白洞天坑、(b)神木天坑、(c)大曹天坑的三维全景;(d)未成熟天坑、(e)成熟天坑和(f)退化天坑的相应示意图。

图2.不同进化阶段天坑与氮循环相关微生物的组成。

注：(a)反硝化细菌(DNB)、(b)氨氧化古菌(AOA)和(c)氨氧化细菌(AOB)的OTUs的维恩图。堆叠柱状图显示了(d) DNB、(e) AOA和(f) AOB的种水平组成。

图3. 与氮循环相关微生物与环境因素的相关性分析。

注：(a)结构方程模型(SEM)，红色为正相关，蓝色为负相关。显著的相关性用数值标记，模型拟合指标在每个因子的右上角表示。EF表示环境因子的平均值。(b)Mantel-Test相关性热图，用于说明了氮循环微生物与环境因素之间的关系。