近日，我所吳昊平博士與寧波大學合作，以通訊作者在環境領域頂刊《Environmental Science & Technology》上發表了題為“Scale-Dependent Heterogeneity Drives Microbial Insurance in Phyllosphere Algal-Bacterial Networks during Lake Eutrophication”的副封麵論文(DOI: 10.1021/acs.est.5c15529)。

湖泊富營養化是全球性的環境挑戰。沉水植物葉際（植物莖葉表麵）定殖著複雜的藻類和細菌群落，這些微生物是維持湖泊生態係統功能的重要參與者，但其對環境變化的響應機製尚不清晰。傳統研究多局限於單一尺度的控製實驗或野外調查，難以揭示跨尺度環境異質性下微生物群落的真實動態。為此，本研究構建了整合控製中宇宙實驗與野外湖泊調查的跨尺度研究框架，係統探究了葉際藻-菌群落及其互作網絡在富營養化過程中的響應規律。多層級網絡分析結果顯示：與均質的實驗環境相比，自然湖泊中更高的環境異質性促進了葉際微生物群落的隨機性組裝和生態位分化，進而增強了藻-菌網絡的功能代謝互補性，提升了生態係統的韌性。這一發現為傳統認知中“均質環境更利於微生物功能冗餘”的觀點提供了不同的認識。研究還發現，基於實驗數據訓練的機器學習模型雖表現出較高的預測精度，但在應用於自然湖泊時出現了係統性偏差，這反映出原位微生物網絡具有複雜的尺度依賴性。這種由環境異質性驅動韌性提升的“微生物保險”效應，可為未來湖泊修複策略中納入跨尺度生態複雜性考量提供參考。

期刊副封麵：

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).

原文鏈接

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5c15529