本研究采用 16S rRNA 基因测序、分子生态网络分析(MENs)和层次划分法等整合手段,探究了小浪底水库 - 河流连续体中不同水沙调控阶段的微生物响应。结果表明,水沙调控引发微生物群落短暂但深刻的变化。调沙阶段(Inter_WSR3)的扰动最强,表现为浊度峰值(77.80 NTU)、营养盐通量峰值(NO₃⁻ = 3.10 mg/L)及沉积物再悬浮,这一阶段重构了以富营养型 γ- 变形菌(35.69%)和拟杆菌(14.82%)为主导的表层沉积物(SS)群落。
水沙调控期间微生物 α 多样性短暂升高,但扰动后恢复至基线水平,这一现象掩盖了生态位分化驱动的 β 多样性差异。分子生态网络在 Inter_WSR3 阶段呈现最高复杂性(节点数 = 1318;模块度 = 0.73),但水沙调控后(Post_WSR)未能恢复,反映出功能冗余性和生态系统恢复力的减弱。层次划分法识别出阶段特异性驱动因子:Inter_WSR3 阶段叶绿素 a(Chla)主导表层沉积物群落构建,而硝酸盐(NO₃⁻)和浊度则分别调控附着颗粒(PA)和自由生活(FL)微生物群落。在黄河中,光照限制和沉积物 - 水相互作用取代溶解氧和温度,成为主要驱动因子。这些发现表明,水沙调控会破坏微生物共现模式和功能冗余性,对生态系统服务产生长期影响。为协调泥沙管理与生态可持续性,本研究主张分阶段实施水沙调控、针对性监测自由生活/附着颗粒微生物群落,并通过生境修复提升连通性。该研究深化了对高浊度河流生态学的机制性理解,为全球河流管理提供了可操作的参考依据。
相关研究成果已在二区期刊《Frontiers in Microbiology》上在线发表。课题组张艳敏老师为第一作者,孟晓林老师为通讯作者。
全文链接:https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1640934
