2024年6月17日，国际知名地学期刊《Global and Planetary Change》 以“Particle size shapes prokaryotic communities and vertical connectivity in the water columns of the slope and central basin of the South China Sea” 为题发表我院李江涛教授团队博士研究生马忠霖与合作者的最新研究成果，揭示南海陆坡区与中央海盆区颗粒的沉降对微生物群落结构及其垂向连通性的影响。
颗粒有机物的沉降是海洋发挥碳汇作用的重要机制之一。近来的研究表明微生物在生物泵过程中发挥着重要作用：海水中大部分的沉降有机碳颗粒受微生物的降解矿化作用而重新以CO2的形式释放到海水-大气系统，从而大大降低了生物泵的储碳效率。然而，颗粒沉降对微生物群落与垂向连通性的影响的研究，仍然较少。
该研究通过多粒径连续过滤与微生物16S rRNA基因测序查明了南海不同生产力区域的不同深度、不同大小的颗粒有机物上的微生物多样性与群落结构，分析了微生物对颗粒粒径的偏好与垂向联通性。
结果显示南海陆坡区与中央海盆区水柱中沉降颗粒物上栖息的微生物群落结构具有显著差异，相同类群在两个区域对颗粒大小的偏好性也有所不同：大部分微生物在陆坡区偏向于吸附大粒径颗粒有机物，而在海盆区偏向浮游或兼具颗粒附着与浮游的生活方式。
图1. 非度量多维排列（nMDS）分析表明南海陆坡区（绿色椭圆圈定）与海盆区（金色椭圆圈定）的微生物群落结构具有显著差异
通过统计微生物在垂向上的分布发现：陆坡区微生物的垂向连通性随着颗粒粒径的增大而减小；而在海盆区，最大粒径的颗粒上具有最强的垂向连通性。通过南海生物泵相关研究以及比较分析发现，南海陆坡区与海盆区颗粒有机物的大小、沉降速率、组成等方面的差异是影响微生物群落结构与垂向连通性的主要原因。该论文的研究结果强调了环境差异对微生物群落垂向连通性的影响，是对不同环境条件下海洋生物泵模型的有力补充。
图2. 南海陆坡区与海盆区不同粒径颗粒有机物上微生物群落的垂向连通性
论文第一作者为我院博士研究生马忠霖，通讯作者为我院李江涛教授。合作者包括美国伍兹霍尔海洋研究所Virginia Edgcomb教授与Paraskevi Mara研究员、我院博士后宿蕾、深圳大学高等研究院张锐教授与王龙研究员、江苏海洋大学李慧芳副教授。该研究受中国自然科学基金（42072333）、国家重点研究研发计划（2021YFF0501301）以及上海市基础研究试点项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2024.104497