城市环境所在我国湖库浮游细菌地理分布研究中获进展

       湖泊和水库是重要的淡水资源，是“山水林田湖草沙”生命共同体的关键组成部分，具有生态系统服务功能。在全球气候变化和人类活动压力下，湖库面临水质恶化、生态系统退化、生物多样性丧失等生态环境问题。浮游细菌是湖库生态系统的重要组成部分，在元素循环、污染物降解和水体自净等方面发挥着关键作用。细菌的地理分布是微生物生态学领域的核心问题，阐明湖库细菌的分布规律和多样性维持机制对预测水生态系统对环境变化的响应和改善生态系统服务至关重要。该研究旨在揭示细菌广布种和狭布种沿纬度梯度是否呈现出明显不同的生物地理模式、什么过程主要驱动它们的群落构建过程、广布种或狭布种的种内变异如何共存等问题。

中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组杨军团队调查了我国由南到北（纬度跨度从18°N到50°N）60个湖库，并利用DNA测序技术探究了跨气候带、大空间尺度的浮游细菌群落。结果显示，与狭布种相比，广布种具有更高的种内变异、更强的空间分布异步性、更宽的生态位。随着纬度的升高，广布细菌的丰度多样性和狭布细菌的组成多样性呈现下降趋势。在区域尺度上，空间因子对细菌群落的影响占据主导；而在局域尺度上，环境因子对狭布细菌的影响更大。广布和狭布细菌均具有较高的多样化速率，随机过程主导了广布和狭布细菌的群落构建。该研究对细菌成种速率和灭绝速率分析表明，广布细菌在新物种形成和多样性维持中起到重要作用。广布细菌的种内变异大、异步性高、生态位偏好不同，因此通过生态位差异机制共存；而狭布细菌的种内变异小、异步性低、生态位偏好相似，通过平均适合度差异机制共存。进一步，分析发现，水华蓝藻包括广布种和狭布种。

该研究阐明了广布和狭布细菌沿纬度梯度的差异性分布特征，揭示了种内变异对细菌物种共存的作用机制，加深了科学家对浮游细菌的地理分布规律的认知，为剖析水华蓝藻的扩散过程提供了新视角，并利于湖库的生态保护、修复和管理。

相关研究成果以Patterns of bacterial generalists and specialists in lakes and reservoirs along a latitudinal gradient为题，发表在《全球生态学与生物地理学》（Global Ecology and Biogeography）上。研究工作得到国家自然科学基金、福建省中国科学院STS项目和福建省自然科学基金等的支持。

消息来源：中国科学院官网