有殼蟲（又稱有殼變形蟲、有殼肉足蟲）是一類單細胞原生生物，其細胞被殼體所包裹，可通過殼口伸出偽足進行攝食和運動。它們個體微小、分布廣泛、多樣性高，從熱帶到極地地區(qū)在淡水、半咸水和土壤中均有發(fā)現(xiàn)，在水生和陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物地球化學循環(huán)和能量流動中發(fā)揮重要作用。在全球范圍內，已經被描述的有殼蟲形態(tài)種約有2000個。有殼蟲能夠在內陸水體沉積物和濕地環(huán)境中長期保存，同時對環(huán)境生態(tài)變化反應敏感，能夠指示氣候、水文以及水質等變化。因此，近20年來有殼蟲已發(fā)展成為備受關注的新型指示生物。然而，以往的長時間系列有殼蟲生態(tài)研究主要集中在沉積物環(huán)境，目前仍然缺乏長時間尺度上水體浮游有殼蟲群落變化過程和機制的研究。
　　探究真核微生物群落構建的基本生態(tài)過程已成為微生物生態(tài)學的一個核心主題，但目前尚未形成共識，仍然存在爭論。例如，基于生態(tài)位過程的經典理論中，確定性因素（包括當?shù)丨h(huán)境條件、物種間相互作用）控制著局域群落的組成和動態(tài)。但出生、死亡、遷移和擴散事件等隨機性過程，對調控局域物種組成也發(fā)揮重要作用。目前普遍接受的觀點是，生物群落構建同時受到確定性過程和隨機性過程的共同影響。此外，確定性和隨機性過程的相對重要性會受到物種擴散能力和生態(tài)環(huán)境梯度的影響。目前，中性理論在水生態(tài)系統(tǒng)中的普適性缺乏相應的充分驗證，當前研究對隨機性過程影響浮游生物群落構建的認知還十分有限，尤其在有殼蟲群落中。
　　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）采用環(huán)境DNA宏條形碼技術、高通量測序技術和多元統(tǒng)計方法，研究了七年時間內兩座亞熱帶水庫表層水體浮游有殼蟲群落動態(tài)過程及構建機制。結果顯示，有殼蟲在所有真核浮游生物群落中基本上屬于稀有種，它們的相對豐度低于總豐度的0.01％。在兩座水庫中，有殼蟲群落動態(tài)變化表現(xiàn)出的年際變化幅度強于季節(jié)變化，其中物種豐富度的差異是造成群落差異的主要原因。環(huán)境變量對有殼蟲群落組成變化的解釋量不到20％，暗示隨機性過程可能是有殼蟲群落構建的主要驅動力。通過群落中性模型分析，發(fā)現(xiàn)隨機性過程能夠解釋超過65％的有殼蟲群落變化。更重要的是，零模型分析結果表明：盡管確定性過程在某些年份表現(xiàn)出更強的影響，但總體而言，在七年時間尺度上隨機性過程（以生態(tài)漂變?yōu)橹鳎┍却_定性過程對有殼蟲群落變化具有更大的貢獻。
　　該研究首次強調了隨機性過程對內陸水體有殼蟲群落構建的重要性，為理解淡水生態(tài)系統(tǒng)中浮游有殼蟲群落長期變化的生態(tài)格局、過程以及機制提供了新視角和新思路。此外，有殼蟲作為浮游生物群落稀有種、生態(tài)功能種、環(huán)境指示種，對監(jiān)測浮游生物的多樣性和保護飲用水資源具有重要意義。在未來研究浮游生物群落構建和基于有殼蟲群落重建環(huán)境變化時，應充分考慮隨機性過程的影響。
　　研究成果以Seven-year dynamics of testate amoeba communities driven more by stochastic than deterministic processes in two subtropical reservoirs為題發(fā)表在Water Research上，博士研究生王文平為第一作者，研究員楊軍為通訊作者。研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、福建省自然科學基金等項目的資助。
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　　圖1 兩座亞熱帶水庫的采樣站位
　　圖2 論文摘要圖