格尔木地区第四系孔隙含水系统具有明显的水动力分带及水化学分带特征，然而现有结论少有考虑地下水微生物参与的生物地球化学过程及其对水文地球化学环境的影响。本研究结合水文地球化学与分子生态学方法，探究地下水流动路径上微生物分带性特征，揭示地下水微生物与水文地球化学环境的共演化关系。研究结果显示沿地下水流动方向溶解氧含量不断下降，地下水环境从氧化状态逐渐转变为还原状态，地下水TDS含量不断累积升高，并且Fe²⁺、Mn²⁺、S^2-等离子均存在规律性演变特征，构成了独特的水文地球化学环境。碳十四测年结果显示从地下水年龄自山前地下水补给区到径流区再到地下水排泄区呈现出明显的由新到老的时间序列特征。通过微生物16S rRNA以及宏基因组分析结果显示，地下水微生物群落主要以Proteobacteria, Actinobacteriota为主，而高TDS地下水以大量耐盐的Halobacterota为主，存在大量的未知物种；宏基因结果显示高TDS样品中执行代谢功能的基因含量显著低于低TDS环境样品，而环境信息处理、DNA修复相关的功能基因含量明显高于后者。本研究揭示了地下水微生物群落类型与基因特征与水化学环境有明显共演化特征，地下水化学特征影响地下水微生物群落及功能，将有助于深化对微生物参与水文地球化学过程以及西北干旱区地下水生物地球化学分带的认识。
 

水文地球化学；地下水微生物；生物地球化学过程；共演化