湖泊和水庫是十分重要的淡水資源，也是“山水林田湖草沙”生命共同體的關鍵組成部分，具有突出的生態(tài)系統(tǒng)服務功能。在全球氣候變化和人類活動壓力下，湖庫面臨水質惡化、生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性喪失等生態(tài)環(huán)境問題。浮游細菌是湖庫生態(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)揮不可替代的關鍵作用。細菌的地理分布一直是微生物生態(tài)學領域的核心問題，闡明湖庫細菌的分布規(guī)律和多樣性維持機制對于預測水生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的響應和改善生態(tài)系統(tǒng)服務至關重要。本研究希望揭示（1）細菌廣布種和狹布種沿緯度梯度是否呈現出明顯不同的生物地理模式？（2）什么過程主要驅動他們的群落構建過程？（3）廣布種或狹布種的種內變異是如何共存的？

　　中國科學院城市環(huán)境研究所水生態(tài)健康研究組（楊軍團隊）對我國由南到北（緯度跨度從18 N到50 N）60個湖庫進行了調查，利用DNA測序技術對跨氣候帶、大空間尺度的浮游細菌群落進行了研究。結果顯示，與狹布種相比，廣布種具有更高的種內變異、更強的空間分布異步性、更寬的生態(tài)位。隨著緯度的升高，廣布細菌的豐度多樣性和狹布細菌的組成多樣性呈現下降趨勢。在區(qū)域尺度上，空間因子對細菌群落的影響占據主導；但在局域尺度上，環(huán)境因子對狹布細菌的影響更大。廣布和狹布細菌都具有較高的多樣化速率，隨機過程主導了廣布和狹布細菌的群落構建。更重要的是，對細菌成種速率和滅絕速率分析表明，廣布細菌在新物種形成和多樣性維持中發(fā)揮著重要作用。廣布細菌的種內變異大、異步性高、生態(tài)位偏好不同，因此通過生態(tài)位差異機制共存；而狹布細菌的種內變異小、異步性低、生態(tài)位偏好相似，通過平均適合度差異機制共存。進一步分析發(fā)現，水華藍藻不僅包括廣布種，還包括狹布種。

　　總之，該研究闡明了廣布和狹布細菌沿緯度梯度的差異性分布特征，揭示了種內變異對細菌物種共存的作用機制，不僅對認知浮游細菌的地理分布規(guī)律有重要意義，還為理解水華藍藻的擴散過程提供了新視角，有利于湖庫的生態(tài)保護、修復和管理。

　　研究結果以Patterns of bacterial generalists and specialists in lakes and reservoirs along a latitudinal gradient為題發(fā)表在環(huán)境科學與生態(tài)學領域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。該研究得到了國家自然科學基金、福建省中科院STS項目、福建省自然科學基金等項目的資助。

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湖泊水庫浮游細菌廣布種和狹布種的緯度分布格局與種內共存機制示意圖

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