湖泊和水庫(kù)是十分重要的淡水資源，也是“山水林田湖草沙”生命共同體的關(guān)鍵組成部分，具有突出的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。在全球氣候變化和人類活動(dòng)壓力下，湖庫(kù)面臨水質(zhì)惡化、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。浮游細(xì)菌是湖庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在元素循環(huán)、污染物降解和水體自凈等方面發(fā)揮不可替代的關(guān)鍵作用。細(xì)菌的地理分布一直是微生物生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的核心問(wèn)題，闡明湖庫(kù)細(xì)菌的分布規(guī)律和多樣性維持機(jī)制對(duì)于預(yù)測(cè)水生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)和改善生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)至關(guān)重要。本研究希望揭示（1）細(xì)菌廣布種和狹布種沿緯度梯度是否呈現(xiàn)出明顯不同的生物地理模式？（2）什么過(guò)程主要驅(qū)動(dòng)他們的群落構(gòu)建過(guò)程？（3）廣布種或狹布種的種內(nèi)變異是如何共存的？

　　中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所水生態(tài)健康研究組（楊軍團(tuán)隊(duì)）對(duì)我國(guó)由南到北（緯度跨度從18 N到50 N）60個(gè)湖庫(kù)進(jìn)行了調(diào)查，利用DNA測(cè)序技術(shù)對(duì)跨氣候帶、大空間尺度的浮游細(xì)菌群落進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，與狹布種相比，廣布種具有更高的種內(nèi)變異、更強(qiáng)的空間分布異步性、更寬的生態(tài)位。隨著緯度的升高，廣布細(xì)菌的豐度多樣性和狹布細(xì)菌的組成多樣性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在區(qū)域尺度上，空間因子對(duì)細(xì)菌群落的影響占據(jù)主導(dǎo)；但在局域尺度上，環(huán)境因子對(duì)狹布細(xì)菌的影響更大。廣布和狹布細(xì)菌都具有較高的多樣化速率，隨機(jī)過(guò)程主導(dǎo)了廣布和狹布細(xì)菌的群落構(gòu)建。更重要的是，對(duì)細(xì)菌成種速率和滅絕速率分析表明，廣布細(xì)菌在新物種形成和多樣性維持中發(fā)揮著重要作用。廣布細(xì)菌的種內(nèi)變異大、異步性高、生態(tài)位偏好不同，因此通過(guò)生態(tài)位差異機(jī)制共存；而狹布細(xì)菌的種內(nèi)變異小、異步性低、生態(tài)位偏好相似，通過(guò)平均適合度差異機(jī)制共存。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，水華藍(lán)藻不僅包括廣布種，還包括狹布種。

　　總之，該研究闡明了廣布和狹布細(xì)菌沿緯度梯度的差異性分布特征，揭示了種內(nèi)變異對(duì)細(xì)菌物種共存的作用機(jī)制，不僅對(duì)認(rèn)知浮游細(xì)菌的地理分布規(guī)律有重要意義，還為理解水華藍(lán)藻的擴(kuò)散過(guò)程提供了新視角，有利于湖庫(kù)的生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和管理。

　　研究結(jié)果以Patterns of bacterial generalists and specialists in lakes and reservoirs along a latitudinal gradient為題發(fā)表在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域Top期刊Global Ecology and Biogeography, 2023。博士后左俊為第一作者，楊軍研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省中科院STS項(xiàng)目、福建省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

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湖泊水庫(kù)浮游細(xì)菌廣布種和狹布種的緯度分布格局與種內(nèi)共存機(jī)制示意圖

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