近几十年来，全球变暖导致冰川快速消融，形成新的冰湖，为微生物群提供合适的栖息地。随着冰川不断消融，冰川与冰湖之间的距离增加，特别是当冰湖失去与冰川的水文连接后，湖泊生态系统将无法利用冰川提供的养分、沉积物、矿物质等特定资源，冰川对下游冰湖的影响逐渐减弱，可能会影响冰湖微生物群落多样性和组成。因此，不同发育阶段的冰湖中细菌群落的多样性和组成可以反映冰川融水的流入、湖泊的化学变化以及生态系统的动态。
近期，中国科学院青藏高原研究所环境变化与多圈层过程团队刘勇勤研究员等通过时空置换方法，对拉萨市当雄县羊八井镇的廓琼岗日冰川退缩后形成的7个冰湖成对水样和沉积物样本微生物群落开展了研究（图1），探讨了冰川退缩对不同发育阶段冰湖中的湖水和沉积物细菌群落多样性和共生模式的影响机理。
研究结果表明，在冰湖的发育过程中，湖水和沉积物中的细菌多样性、网络复杂性呈现相反的趋势。在湖水中，新形成的冰湖中的细菌多样性更高（图2），细菌共生网络更复杂，这可能与冰川来源细菌的贡献增加有关（图4）。在环境选择和竞争排斥等确定性生态过程影响下，沉积物细菌群落多样性在早期形成的冰湖中更高，物种相互作用更强。由于持续的冰川影响，新形成的冰湖经历了更多环境变化，如温度和浊度的波动，创造了不同的生态位，支持着新形成的冰湖湖水中独特的细菌群落（图3）。相比之下，早期形成的冰湖沉积物群落有更多时间在孤立的环境中发展出独特群落。这种较长的发展期导致发育更成熟的早期冰湖沉积物具有更高的β多样性。这项研究深入探讨了冰川如何影响不同发育阶段的冰湖中水体和沉积物中的细菌生物多样性和共生模式，为预测冰湖生态系统如何应对气候变化提供新思路。
上述研究成果以“Glacier retreat induces contrasting shifts in bacterial biodiversity patterns in glacial lake water and sediment”为题，在国际学术期刊《Microbial Ecology》上发表。我所刘克韶助理研究员和兰州大学中级实验师闫琦为论文共同第一作者，刘勇勤研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目（42330410）、“一带一路”国际科学组织联盟联合研究合作专项（ANSO-CR-KP-2021-04）和第二次青藏高原综合科学考察研究专项（2019QZKK0503）联合资助。
原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00248-024-02447-3
图1 本研究中的冰湖及其地理位置概览
湖1-3为新形成的冰湖 (GI > 0.8)，湖4-7为较早形成的冰湖 (GI< 0.8)。
图2 湖水（a）和沉积物（b）中细菌群落α多样性沿冰川影响指数（GI）
梯度的变化趋势
GI值越大，表示冰川对冰湖的影响越大。
图3 冰湖细菌群落的分布特征
（a）湖水和沉积物细菌群落的NMDS分析。不同湖泊中水体（b）和沉积物（c）的群落分布。每个数据点代表一个湖泊地点，并根据其地理位置着色。等高线反映了不同地点之间的冰川影响指数（GI）梯度。(d) 湖水和沉积物中细菌群落β多样性的比较。(e) 湖水和沉积物中群落β多样性与冰川影响指数（GI）之间的关系。
图4 冰湖湖水和沉积物细菌群落的溯源分析
(a) 冰川表层积雪细菌群落对下游冰湖水样的贡献。(b) 冰川表层积雪和湖水细菌群落对冰湖沉积物样本的贡献。冰川影响指数（GI）与水样（c）和沉积物（d）中冰川表层积雪来源细菌比例之间的线性关系。
