水文剧变如何重塑湖泊微生物生态？洪泛平原湖泊的水位和水文连通性随季节剧烈波动，丰水期相互连通的水域在枯水期常退缩分化为多个相对独立的碟形湖。这种强烈的生境分隔与环境重组，如何影响水体与沉积物微生物群落的稳定性？其氮磷生物地球化学循环功能又如何进行时空重新分配？目前仍缺乏跨生境、跨生质单元的系统认识。

    针对这一科学问题，本文以鄱阳湖洪泛平原的28个碟形湖为研究对象，结合132份16S rRNA扩增子测序、60份宏基因组及环境演变数据，系统解析了水体与沉积物两大生境中微生物多样性、核心类群、群落稳定性及氮磷循环潜力的季节动态与驱动机制。

    研究发现，枯水期水体中的溶解性有机碳和营养盐浓度升高，显著增加了水体与沉积物细菌多样性，并驱动群落组的季节更替。整体上，水体微生物群落的季节稳定性高于沉积物。研究在水体和沉积物中分别识别出153和267个核心类群；剔除分析证实，这些核心类群是维持两类生境群落季节稳定性的关键“基石”（图1）。氮磷循环功能潜力的季节变化在水体中更为明显。枯水期水体中氨氧化、硝酸盐还原和N2O还原相关基因的相对丰度显著上调，而固氮潜力下降；沉积物氮循环整体相对保守，但下游还原过程潜力有所增强（图2）。与此同时，枯水期水体中磷获取和聚磷储存基因丰度减少，沉积物则表现出有机磷矿化等磷再生功能潜力的显著增强（图3）。多维关联分析表明，营养盐、DOC和温度是驱动核心群落演替与功能重塑的核心因子。水体功能响应受到多种环境因子的协同调控，而沉积物中的核心群落演替则对温度变化表现出强烈的单因子响应。据此，研究构建了连接水文变化、核心类群、群落稳定性与营养循环潜力的生境差异化响应机制框架（图4）。本研究从“水体–沉积物”双生境视角，揭示了季节性水文剧变下洪泛平原湖泊微生物稳定性与功能的耦联及分化机制。研究强调，持久存在的“核心微生物”是维持湖泊生态系统抵抗力的关键，而氮磷功能潜力的生境重新分配则构成了系统应对水文胁迫的生态策略。该成果为气候变化与人类活动双重驱动下洪泛平原湖泊的生态恢复与水环境治理提供了重要的微生物生态学依据。

图1. 丰水期与枯水期水体和沉积物细菌多样性、群落组成及核心类群对群落稳定性的贡献

图2. 丰水期与枯水期水体和沉积物氮循环功能潜力及主要微生物类群贡献的变化

图3. 丰水期与枯水期水体和沉积物磷循环功能潜力及主要微生物类群贡献的变化

图4.季节性丰枯转换下水文环境、核心微生物类群、群落稳定性与氮磷循环潜力的关系

    上述研究成果以Seasonal wet–dry transitions reveal contrasting microbial stability and nutrient cycling across floodplain lake habitats为题，发表于Nature Portfolio旗下期刊Communications Earth & Environment。论文第一作者为博士研究生申震，姜星宇和汤祥明为共同通讯作者。

    文章信息：Shen, Z., Li, X., Jiang, X*., Lei, Y., Yang, C., Li, S., Cai, Y., Gong, Z., Gao, G., Zhang, E., & Tang, X*. (2026). Seasonal wet–dry transitions reveal contrasting microbial stability and nutrient cycling across floodplain lake habitats. Communications Earth & Environment. Article in Press.