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長期分層湖(meromictic lake)具有特殊且穩定的垂直分層特性，深層水因密度差異長期與表層水隔離，形成顯著的生地化梯度特徵，使各水層在氧氣、營養物及元素（碳、氮、硫、磷）循環上呈現明顯分野。這種宛如「時光膠囊」般紀錄地質與氣候演變的特性，使其成為科學研究的熱點。

本院生物多樣性研究中心湯森林特聘研究員領銜的團隊，以西伯利亞長期分層湖希拉湖(Lake Shira)為研究對象，追蹤2015至2019年間該湖泊如何從全湖混合到重新分層的過程。在強風、冰封與融冰、水位或淡水入添作用等特殊環境條件下，長期分層湖可能發生罕見的全湖混合現象(holomixing)，隨後再逐步恢復原有的分層。此自然地理現象十分罕見，關於湖水生態系統功能是如何恢復、其間湖水內微生物體與生地化之間如何互變演替，先前缺乏相關研究與瞭解。

研究團隊結合不同水深的細菌群落分析、全基因體層級的環境基因體研究(genome-resolved metagenomics)，解析不同時間與水層的生地化功能變化。結果顯示，全湖混合現象會暫時減弱原有的垂直生態分區特徵；隨著分層逐漸恢復，表層與深層微生物群落及碳、氮、硫、磷循環分層功能亦會重新恢復。研究進一步發現，分層湖生態系恢復後，微生物群落並未回到原有組成，而是透過核心微生物群與重要代謝功能的維繫，重新建構生態功能。此研究為全球首度從微生物體見證長期分層湖從混合到恢復原生態功能的過程，及其在大型自然擾動後的生態韌性，有助理解氣候變遷下湖泊分層改變對水域生態系與生地化循環的影響。

此研究由本院、國科會及俄羅斯相關研究計畫支持。研究團隊成員尚包括林心仁博士後研究學者、東吳大學微生物學系詹雅帆助理教授及俄羅斯科學院西伯利亞分院Denis Rogozin教授。研究成果已於2026年8月30日發表於國際期刊《微生物體》(Microbiome) 。