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中央研究院博士生鄭琬萱與臺灣大學海洋研究所謝志豪、詹森教授團隊，首度揭露海水層化 (stratification) 的強度會增強環境效應 (environmental effects) 和空間效應 (spatial effects)，進而影響細菌β多樣性的群聚構建機制 (community assembly)。本篇研究發表於國際期刊 <Frontiers in Microbiology>。

全球暖化的主要作用之一是提升海水層化。然而，海水層化強度到底是否會在垂直維度上改變驅動細菌β多樣性之群聚構建機制（例如，環境效應和空間效應）仍未得到充分研究。為釐清此問題，研究團隊沿著臺灣東部黑潮流域之橫斷面，跨季節採樣了5個航次，總共收集78個成對的表層和葉綠素最大值層之細菌群聚，並以變異分配（variation partitioning）分析細菌β多樣性在垂直維度上之變異。

研究結果發現，海水層化強度會由環境和空間效應兩個方面調節細菌的垂直β多樣性。具體而言，儘管環境效應不論在層化的強或弱階段都普遍存在，但進一步的分析顯示，這兩個階段之環境作用機制不同。在弱層化期間，環境效應歸因於湧升流事件造成的垂直營養鹽濃度梯度 (圖一A)；而在強層化期間，環境效應是透過水體之分層和採樣深度之垂直距離所決定 (圖一B)。更值得注意的是，空間效應唯有在層化強度高時才能被看到，亦即海水之強層化對細菌產生了傳播上的屏障 (圖一B)。這個研究突顯出，考量並量化水體物理作用對於研究海洋生態系統中群聚結構的重要性。更重要的是，由於過去研究指出生物之β多樣性會影響生態系統功能，本研究結果意味著海水暖化可能透過海水層化的加劇進而影響海洋生態系統功能。

圖一、模型示意圖：說明細菌的垂直β多樣性會因為海水層化強度不同，被不同的群聚構建機制所影響。 (A) 在弱層化期間，細菌的垂直β多樣性只受到由營養鹽在某些測站湧升所主導的環境效應所影響。(B) 在強層化期間，環境影響是透過水體之層化和採樣深度之垂直距離所決定。

延伸閱讀：

Cheng, WH, Lu HP, Chen CC, Jan S, and Hsieh CH (2020) Vertical beta-diversity of bacterial communities depending on water stratification. Front. Microbiol. 11:449. doi: 10.3389/fmicb.2020.00449