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红树林蟹穴微生物群落与养分循环对蓝碳动态的影响研究（摘要分隔符：
作者：Delianis Pringgenies, Wilis Ari Setyati, Dafit Ariyanto
印度尼西亚中爪哇省三宝垄市迪波内戈罗大学渔业与海洋科学学院海洋科学系，邮编50275
摘要
红树林生态系统是复杂的沿海系统，其中植被、底栖动物和微生物之间的相互作用在维持生态平衡中起着关键作用。挖掘洞穴的螃蟹堆不仅具有物理结构作用，还为根际细菌提供了微生境。本研究旨在结合基于沉积物的分子分析与泥蟹堆中的营养物质测量，以评估它们与蓝碳动态之间的关系。研究在三个红树林站点进行，方法包括细菌分离、形态学观察、16S rRNA分子鉴定以及沉积物中氮、磷和碳氮比（C/N ratio）的分析。同时测量了温度、盐度、pH值和总溶解固体（TDS）等环境参数。通过主成分分析和皮尔逊相关性（Pearson correlation）统计方法揭示了泥蟹堆特征与潜在细菌存在之间的相关性。结果发现不同站点之间存在差异：站点1的螃蟹数量最多，氮和磷含量相对较高；站点2的洞穴尺寸较大，碳氮比最高，并存在Bacillus cereus和Vibrio fluvialis，这些细菌表现出阳性抑制区；站点3的螃蟹数量最少，洞穴较小，营养物质和总溶解固体水平较低，反映了较差的环境条件。细菌存在与DA、DB、DH、DA、DBH、树木数量（l）、有机碳含量（l）和碳储量（u, l）之间存在显著相关性（p < 0.05），表明它们之间的关联强度。总之，挖掘洞穴的螃蟹堆作为潜在的微生物栖息地，调节了营养物质的分布，从而支持了红树林生态系统的可持续性。本研究揭示了细菌在调节主要生物地球化学循环（如氮、磷和碳的储存）方面的新生态功能。
引言
红树林生态系统是具有重要生态功能的复杂沿海系统。它们不仅作为天然的海岸保护屏障，还为各种陆地和水生生物提供栖息地（Ariyanto等人，2024年），同时也是碳储存库（Trettin等人，2021年；Ariyanto和Pringgenies，2024年），其化学成分包含碳水化合物和单宁等成分（Ariyanto等人，2019年）。其中，栖息在红树林生态系统中的螃蟹对生态过程有显著贡献，尤其是它们的洞穴挖掘和沉积物堆的形成，极大地影响了红树林土壤的物理、化学和生物特性。洞穴为螃蟹提供了庇护所、休息场所、蜕皮场所和繁殖空间（Mirera，2017年）。此外，挖掘洞穴的泥蟹在退潮时用于储存食物和水（Dittmann，1996年）。
不同螃蟹物种的洞穴形态各异，形状和大小决定了生物扰动的强度（Agusto等人，2021年）。洞穴深度和体积可以作为生物扰动活动的指标，而季节性模式可能影响洞穴动态和生物地球化学循环（Machado等人，2013年；Egawa等人，2021年）。形成的沉积物堆也表现出特定于螃蟹物种的形态特征（Morrisey等人，1999年）。这种生物扰动增强了氧气循环，调节了有机物的移动，并影响了红树林沉积物中的营养物质分布。因此，螃蟹堆不仅是机械活动的产物，也是支持生态系统功能可持续性的生态特征。
碳（C）、氮（N）和磷（P）在维持红树林生态系统的生产力和功能中起着关键作用（Cheng等人，2020年；Zhang等人，2022年；Klaassen等人，2024年）。磷是一种关键的大量营养元素，支持植被生长和各种生物过程，其在红树林沉积物中的浓度根据环境条件和生物因素的不同而介于150至2000毫克/千克之间（Langhans等人，2022年；Zhang等人，2022年）。微生物的固氮活动通过分解过程中富集氮含量促进了生物地球化学动态（Inoue等人，2011年）。此外，有机碳也受到螃蟹生物扰动的影响，因为由此形成的沉积物堆可以加速分解过程并将能量传递给微生物（Gutiérrez等人，2006年）。
沉积物中的营养物质可用性影响红树林生态学的多个方面，包括植被生长、繁殖、死亡率、沉积物呼吸和细菌群落结构（Mack等人，2024年）。这些发现表明，营养物质的利用效率与系统中微生物的存在和活动密切相关（Booth等人，2023年）。群落组成和微生物群落存在差异，这与营养物质可用性的不同有关（Jia等人，2023年）。红树林本身与微生物群落保持着互利关系，特别是在沉积物中，微生物促进了营养物质的吸收、转化和循环，从而有助于生态系统的稳定性（Thatoi等人，2013年；Xu等人，2018年）。
红树林沉积物中的营养物质可用性由细菌群落调节，这些细菌群落驱动了关键的生物地球化学过程。随着方法学的进步，现在可以比传统方法更准确、更深入地分析红树林森林中的细菌群落。Illumina扩增子测序（16S rRNA宏基因组学）已被广泛用于探索微生物组成和生态功能，揭示了隐藏的代谢潜力和群落结构（Alsharif等人，2024年）。PCR和16S rRNA测序还允许对特定细菌进行分子鉴定，包括无法培养的物种，如在三宝垄红树林研究中的发现（Chrisnawati等人，2023年）。大规模宏基因组学研究揭示了城市红树林栖息地（如Campal和Panaji）和Mandovi河口的重要功能途径（Ghose等人，2024年）。此外，据报道，在中国香港特别行政区东北部的各种红树林生态系统中，细菌群落占与气生根相关的微生物群落的95%以上（Bohra等人，2025年）。其他研究表明，大型底栖动物的洞穴存在可以影响亚热带红树林沉积物中的微生物丰度，并增加氧化酶和水解酶的活性（Luo和Gu，2018年），而生物扰动生物通过与细菌的复杂生物地球化学相互作用促进了生态系统的功能（Lohrer等人，2014年）。Wu等人（2021年）报告称，螃蟹的生物扰动会影响土壤细菌的丰度变化。
泥蟹堆中细菌的存在对红树林生态系统的功能至关重要。因此，泥蟹堆有可能成为调节红树林生态系统中碳、氮和磷动态的重要细菌栖息地。然而，关于洞穴内细菌多样性、营养物质含量和沉积物物理化学参数之间关系的研究仍然较少。本研究旨在结合基于沉积物的分子分析与泥蟹堆中的营养物质测量，以评估它们与蓝碳动态之间的关系。
地点描述
数据收集于2025年2月，在印度尼西亚中爪哇省Rembang的红树林沿海地区进行（图1）。细菌多样性的观察在印度尼西亚三宝垄市迪波内戈罗大学渔业与海洋科学学院的实验室进行。研究区域具有热带气候特征，雨季明显，受单一潮汐模式的影响。
Rembang沿海地区的红树林生态系统通常生长茂盛，因为...
细菌存在
对三个采样站点的细菌分析显示，抑制区活性和物种组成存在差异。抗菌测试表明，只有站点2含有具有潜在抗菌活性的细菌分离株，而站点1和3没有抑制区。进一步鉴定发现存在革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌，包括Bacillus cereus和Vibrio fluvialis，尤其是在站点2（表2）。
表分析...
结论
对泥蟹堆沉积物的分子分析发现了Bacillus cereus和Vibrio fluvialis的存在。这两种细菌的存在有助于维持环境中的营养物质可用性。红树林植被参数（如DBH和树木数量）以及泥蟹堆特征（DA、DB、DH）与蓝碳储量有关。这些模式表明红树林植被与螃蟹堆结构之间存在强烈相互作用。
作者贡献声明
Delianis Pringgenies：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、资源提供、项目管理、方法论制定、资金获取、正式分析、数据管理、概念构思。
Wilis Setyati：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、监督、资源提供、项目管理、方法论制定、概念构思。
Dafit Ariyanto：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化。
未引用参考文献
Andreetta等人，2014年；Ariyanto和Pringgenies，2024年；Behera等人，2014年；Lohrer等人，2004年；Ma等人，2021年。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。
利益冲突声明
? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：Delianis Pringgenies报告称获得了迪波内戈罗大学的资金支持。Delianis Pringgenies与迪波内戈罗大学的关系包括资金资助。Delianis Pringgenies拥有待批准的专利（专利编号：...）。WAS负责初稿撰写、验证、正式分析、概念构思。
致谢
作者衷心感谢迪波内戈罗大学通过高质量国际出版研究计划（RPIBT，编号222-641/UN7.D2/PP/IV/2025）提供的支持。
