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南方和北方饮用水水库中藻类的不同季节动态、生态驱动力和聚集机制

发布时间:2025-10-28浏览量:

藻类群落的组装机制是环境微生物学的研究热点之一。环境因素不仅会影响藻类群落的多样性和稳定性,还可以调节藻类群落的聚集过程。分布在全国各地的饮用水水库的生态系统脆弱,受环境因素变化影响明显,地域和季节变化可能会直接影响藻类的聚集过程,从而影响饮用水水库的水质。因此,探明不同区域气候条件下藻类生长的动态、生态驱动力以及聚集机制,是实现富营养化饮用水水库可持续治理的重要理论依据,对不同区域饮用水水库的区别管理具有重要的科学意义。

西安建筑科技大学张海涵团队在中国东北和东南区域饮用水水库,以水温,溶解氧,pH,Fe,Mn,营养盐等为环境因子,以藻类多样性和群落结构为生物指标,采用归一化随机比(NST)模型、中性群落模型(NCM)、生态位宽度分析和C-score评价等方法,探讨了北部水库和南部水库中藻类的聚集机制和非生物因子对藻类多样性的影响。结果表明,与北部水库相比,南部水库的藻类多样性更高(图1)。水温和氮含量的变化会对藻类多样性(图2)和群落结构(图3)产生显著影响。根据生态模型,水库中藻类群落之间的相互作用主要是协同作用(图4)。水库中藻类群落的形成以随机过程为主,与北部水库相比,南部水库中的随机过程占主导地位(图5)。以上结果提高了我们对南北饮用水水库中藻类的不同季节动态、生态驱动力和聚集机制的理解。

该成果以“Different seasonal dynamics, ecological drivers, and assembly mechanisms of algae in southern and northern drinking water reservoirs”为题发表于环境科学与生态学领域Top期刊Science of the Total Environment。西安建筑科技大学张海涵为论文第一作者和通讯作者。该研究由国家重点研发计划(2022YFC3203604)、国家自然科学基金(52270168、51978561、52170012、52300012)、陕西省高校青年创新团队(2020-2023)、陕西省高校青年创新团队2021、2023年度资助项目(编号:21JP061、23JP084)、陕西省教育厅科学研究资助项目(编号:22JY034)共同资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171285

图1不同季节藻类群落的α多样性

图2环境因子对藻类多样性的影响

图3环境因子对藻类群落结构的影响

图4藻类群落之间的相互作用

图5(b)归一化随机比(NsT)模型,(c)中性群落模型(NCM)模型,(d)生态位广度,(e)G-score检验了随机和确定机制在形成藻类群落中的作用