近日，开元棋牌 副研究员郝贝贝（第一作者）、贺斌教授（通讯作者）等在环境领域顶刊《Environmental Science & Technology》上发表了题为“Scale-Dependent Heterogeneity Drives Microbial Insurance in Phyllosphere Algal-Bacterial Networks during Lake Eutrophication”的研究论文(DOI: 10.1021/acs.est.5c15529)。
湖泊富营养化是全球性的环境挑战。沉水植物叶际（植物茎叶表面）定殖着复杂的藻类和细菌群落，这些微生物是维持湖泊生态系统功能的重要参与者，但其对环境变化的响应机制尚不清晰。传统研究多局限于单一尺度的控制实验或野外调查，难以揭示跨尺度环境异质性下微生物群落的真实动态。为此，本研究构建了整合控制中宇宙实验与野外湖泊调查的跨尺度研究框架，系统探究了叶际藻-菌群落及其互作网络在富营养化过程中的响应规律。多层级网络分析结果显示：与均质的实验环境相比，自然湖泊中更高的环境异质性促进了叶际微生物群落的随机性组装和生态位分化，进而增强了藻-菌网络的功能代谢互补性，提升了生态系统的韧性。这一发现为传统认知中“均质环境更利于微生物功能冗余”的观点提供了不同的认识。研究还发现，基于实验数据训练的机器学习模型虽表现出较高的预测精度，但在应用于自然湖泊时出现了系统性偏差，这反映出原位微生物网络具有复杂的尺度依赖性。这种由环境异质性驱动韧性提升的“微生物保险”效应，可为未来湖泊修复策略中纳入跨尺度生态复杂性考量提供参考。
亮点
整合控制实验与野外调查的跨尺度框架，揭示了叶际藻-菌网络对富营养化的响应规律。
环境异质性驱动的“微生物保险”效应，是增强湖泊生态系统韧性的关键机制。
均质环境下的预测模型在应用于自然湖泊时存在系统性偏差，证实了微生物网络响应的尺度依赖性。
为基于微生物调控的湖泊生态修复提供了纳入跨尺度考量的管理视角。
图文摘要
原文信息
Hao, Beibei, Qingchuan Chou, Bin He, Zhiyuan Yao, Siyi Zhang, and Haoping Wu. “Scale-Dependent Heterogeneity Drives Microbial Insurance in Phyllosphere Algal–Bacterial Networks during Lake Eutrophication.” Environmental Science & Technology (2026).
原文链接
//pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5c15529