地下河口(STEs)是重要的生物地球化學(xué)反應(yīng)器，接收和處理來(lái)自陸地、海洋和地下水等各種來(lái)源的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物。STE在調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)物、有機(jī)物和其他重要生物化合物的陸海通量方面發(fā)揮著重要作用。地下生態(tài)系統(tǒng)為微生物群落提供了多種多樣的棲息地，地球上大約40%的原核生物生物量隱藏在地表以下。沿海生態(tài)系統(tǒng)中的原核生物群落可能是復(fù)雜的，主要由不可培養(yǎng)的譜系組成，使得基于實(shí)驗(yàn)室的研究具有挑戰(zhàn)性。

為了更好地了解陸地地下水涌入以及海洋鹽水入侵對(duì)地下氮循環(huán)微生物群落的影響，需要微生物生態(tài)學(xué)和水文地質(zhì)學(xué)相結(jié)合的方法。氫氣(H₂)、醋酸鹽、二氧化碳(CO₂)和其他碳化合物(如一氧化碳、甲酸鹽、甲醇、甲胺)可以被產(chǎn)甲烷的古細(xì)菌轉(zhuǎn)化為CH₄。在這一過(guò)程中，DOC通過(guò)水解、產(chǎn)酸和產(chǎn)丙酮被分解，以促進(jìn)產(chǎn)甲烷。產(chǎn)甲烷古菌群落因此可以棲息在*特的生態(tài)位，由于高度適應(yīng)熱力學(xué)能量守恒。在多種環(huán)境中，變形細(xì)菌的甲烷氧化菌可以代謝多余的甲烷作為其*一的能量來(lái)源。厭氧甲烷營(yíng)養(yǎng)古生菌與產(chǎn)甲烷古生菌關(guān)系密切，可在海岸帶深層富甲烷缺氧沉積物中代謝CH₄。因此，CH₄的地下氧化可以成為沿海環(huán)境中強(qiáng)效溫室氣體的重要匯。

16S rRNA是一種細(xì)菌和古細(xì)菌*有的核糖體RNA，通常用于研究微生物群落結(jié)構(gòu)和多樣性。通過(guò)對(duì)16S rRNA基因序列進(jìn)行擴(kuò)增和測(cè)序，可以了解不同微生物的遺傳差異，從而對(duì)微生物進(jìn)行分類(lèi)和鑒定。這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境微生物學(xué)和生態(tài)學(xué)研究中，有助于揭示微生物在不同生態(tài)系統(tǒng)中的功能和相互作用。

在這項(xiàng)研究中，應(yīng)用16S rRNA擴(kuò)增子測(cè)序和配對(duì)的生物地球化學(xué)特征來(lái)空間評(píng)估STE中轉(zhuǎn)化溫室氣體和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的微生物群落。結(jié)果表明，產(chǎn)甲烷菌在陸地端最為普遍(相對(duì)豐度高達(dá)2.81%)，孔隙水甲烷、二氧化碳和溶解有機(jī)碳濃度分別為0.41±0.02 μM、273.31±6.05 μM和0.51±0.02 mM。較低的銨態(tài)氮濃度對(duì)應(yīng)著混合帶豐富的硝化和氨氧化原核生物(相對(duì)豐度高達(dá)11.65%)。甲烷、銨和溶解有機(jī)碳濃度從陸地到15 m樣帶的海洋端均下降了50%。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了STE隱藏的微生物群落分區(qū)，以及考慮微生物轉(zhuǎn)化減輕營(yíng)養(yǎng)和溫室氣體通量到沿海生態(tài)系統(tǒng)的重要性。