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海底地形对海底以下微生物群落的影响尚未得到充分认识。本研究系统采集了波多黎各海沟半深海、深海和超深渊水深处的海底以下沉积物，并分析了其中的微生物群落及孔隙水地球化学特征。波多黎各海沟的垂向起伏幅度超过8千米，其海底地形由活动板块构造过程塑造，特征包括极为陡峭的南侧海沟壁和活跃的斜坡重力搬运过程。对这些地形特征进行采样后，我们发现，地形通过以下两种方式影响海底以下微生物群落。首先，海沟最深处的海底以下沉积物处于缺氧状态，并因较浅水深处的沉积物被搬运至此而富含有机质；其中的厌氧海底以下群落与半深海缺氧沉积物中的厌氧海底以下群落截然不同。半深海与超深渊海底以下厌氧群落之间的差异，与水深相关的物理性质对海底以下群落组成的影响相一致。其次，在半深海带内的陡坡、海沟内的深海地形高地，以及海沟向海一侧的深海平原，沉积物在海床以下数米深处仍保持含氧状态。这很可能是由于沉积物累积有限，从而有利于好氧微生物群落的存在。半深海和深海海底以下好氧群落与半深海和超深渊厌氧群落之间的差异，反映了海底地形在调控海底以下氧化还原反应物可利用性方面的作用；这种可利用性的变化进而驱动海底以下微生物群落的活动及组成。
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人们对海底地形如何影响海底以下微生物群落知之甚少。本研究系统地采集了波多黎各海沟半深海、深海和超深渊水深处的海底以下沉积物微生物群落，并分析了孔隙水地球化学特征。波多黎各海沟的垂向高差超过 8 km，其海底地形由活动板块构造作用塑造，特点是南壁极其陡峭且块体搬运作用活跃。通过对这些地貌特征开展采样，我们发现地形通过以下两种方式影响海底以下微生物群落。第一，海沟最深处的海底以下沉积物处于无氧状态，由于来自较浅水深处的沉积物发生块体搬运而富集有机质，并含有一个厌氧海底以下群落；该群落与半深海水深处无氧沉积物中的厌氧海底以下群落截然不同。半深海与超深渊海底以下厌氧群落之间的差异，与水深相关的物理性质对海底以下群落组成的影响相一致。第二，在半深海带内的陡坡、海沟内的一个深海地形高地，以及海沟以海侧的深海平原，海底以下沉积物在海床以下数米范围内仍保持含氧状态；这很可能是沉积物累积有限所致，从而有利于好氧微生物群落的存在。半深海和深海的这些好氧海底以下群落，与半深海和超深渊水深处的厌氧群落之间的差异，反映了海底地形在塑造海底以下氧化还原反应物可利用性方面的作用，而这在
进而驱动海底下微生物群落的活动及其组成。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
资助信息声明
美国国家科学基金会，
，OCE-2049515
，OCE-2048927
德国研究基金会，
OR417-7-1
加拿大高等研究院，
版权
本预印本的版权持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。
本预印本依据
CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议
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发布于2026年10月14日。
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《海底地形塑造波多黎各海沟的海底下微生物群落》
Corinna
Breusing
William D
Orsi
Miguel
Desmarais
Alvaro M
Plominsky
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Aylward
Dennis
Graham
Robert
Pockalny
Sofia
Rivera Soto
Barbara
Saucedo
David C
Smith
Evan A
Solomon
Jelis J
Sostre-Cortes
Arthur J
Spivack
Taylor
Walton
Laura M
Wehrmann
Ying
Zhang
Douglas H
Bartlett
Steven
D'Hondt
bioRxiv
2026.10.13.758824;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758824
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波多黎各海沟海底地形塑造海底以下的微生物群落
Corinna
Breusing
,
William D
Orsi
,
Miguel
Desmarais
,
Alvaro M
Plominsky
,
Irita
Aylward
,
Dennis
Graham
,
Robert
Pockalny
,
Sofia
Rivera Soto
,
Barbara
Saucedo
,
David C
Smith
,
Evan A
Solomon
,
Jelis J
Sostre-Cortes
,
Arthur J
Spivack
,
Taylor
Walton
,
Laura M
Wehrmann
,
Ying
Zhang
,
Douglas H
Bartlett
,
Steven
D'Hondt
bioRxiv
2026.10.13.758824;
doi:
https://doi.org/10.64898/2026.10.13.758824
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关键词：海底微生物群落 · 海底地形 · 波多黎各海沟 · 沉积物氧化还原 · 深海沉积物 · 孔隙水地球化学
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758824v1?rss=1