青藏高原是极地以外最大的冰川分布区，是亚洲多条重要河流的发源地。冰川是下游生态系统碳氮养分的重要来源。这些营养物质在冰川表面积雪中经过复杂的积累和转化过程，然后在冰川消融时被释放到下游生态系统中。微生物是这些过程的重要参与者，然而目前关于冰川表面积雪中的养分转化过研究很少。

为此，兰州大学泛第三极环境中心计慕侃教授、刘勇勤教授和中国科学院青藏高原研究所陈玉莹博士在青藏高原敦德冰川开展了一次降雪事件后为期9天的连续观测，收集了雪坑中表层和深层雪样品（深度分别为 0-15 和 15-30 厘米）（图1），用于碳氮浓度与细菌群落动态的关联研究。研究发现，表层和深层雪中的氮（包括硝酸盐和铵盐）和细菌群落在9天内均发生快速变化。随着时间推移，表层雪中的硝酸盐浓度从 0.44 mg L^-1增加到 1.15mg L^-1，铵盐浓度从 0.18 mg L^-1增加到 0.24 mg L^-1。表层雪中铵盐的增加可能来源于周边生态系统动植物的排放，而硝酸盐的增加主要归因于大气沉降，因此表层雪中的微生物不受到氮限制。而深层雪中的硝酸盐浓度从 3.81 mg L^-1下降到 1.04 mg L^-1，铵盐浓度从 0.53 mg L^-1下降到 0.25 mg L^-1（图2）。这可能是由于含氮化合物被微生物利用和光化学降解过程的影响。同时，深层雪中的硝酸盐浓度与细菌多样性（图3）和群落结构（图4）均显著相关，表明氮介导了冰川积雪中细菌群落的变化。进一步研究发现，深层雪中的微生物共现网络比表层雪更复杂（图5），且决定性作用对深层雪中的群落构建贡献较表层雪更大（图6），这表明深层雪微生物受到的环境和生物的筛选作用比表层雪微生物更强。这些发现促进了我们对降雪沉积后表层和深层雪中的细菌群落演替过程的理解，并为雪中的碳氮养分变化提供了可能的生物学机制解释。

近日，该研究成果以“Temporal variation of bacterial community and nutrients in Tibetan glacier snowpack”为题在The Cryosphere上发表，得到了国家重点研发计划（批准号2019YFC509103）、国家自然科学基金（批准号91851207）、第二次青藏高原综合科学考察研究（STEP）项目（批准号2019QZKK0503）、中国科学院战略重点研究项目（A）资助（批准号：XDA20050101）等项目的资助。

原文链接：https://tc.copernicus.org/articles/16/1265/2022/

图1 敦德冰川的地理位置（a和b）和采样设计示意图（c）

图2 环境因子在表层和深层雪中的变化趋势

图3 表层与深层雪中的环境因子与细菌Shannon（a，c）和Chao1（b，d）指数相关性

图4表层和深层雪中的细菌群落变化

(a)基于Bray-Curtis距离的PCoA图；(b) PCoA坐标和采样时间之间的回归分析

图5表层和深层雪中的细菌共现网络比较

图6随机性对表层和深层雪中细菌群落演替的贡献