跨流域调水干渠中浮游真核生物时空变化及其驱动因素
本网讯（王鸿天/文 张鋆/图）为了解南水北调中线干渠河南段浮游真核生物群落的时空分布及其驱动因素，于2019年3月～12月，在干渠沿线5个站点和陶岔大坝前1个站点对浮游真核生物群落和理化指标进行了调查研究。分析了南水北调中线干渠河南段浮游真核生物群落结构的时空变化和驱动因素，探讨了南水北调中线干渠浮游真核生物的群落演替规律及其分布模式。研究结果补充了对跨流域调水河道浮游真核生物多样性和生态分布的认识不足，了解跨流域调水工程中浮游真核生物的生态响应。
图1 采样点设置位置
采样点设置：本研究在干渠河南段沿线共设置六个采样点，于2019年3月（春季）、6月（夏季）、9月（秋季）和12月（冬季）每季度采集一次水样并对样品进行实验分析。采样点距离丹江口水库的距离由远及近分别为510 km、380 km、320 km、190 km、1 km和0 km。
图2 门水平的群落丰度百分比(%)。每种颜色代表一种浮游生物真核生物浮游真核生物群落结构(i)在每个采样点和(ii)在每个季节和(iii) QS采样点的群落丰度
浮游真核生物群落分析：本研究共从6个站点采集的72个样本通过高通量测序后共得到有效序列数目3501894条，有效碱基数目1327328995bp，平均长度378。干渠浮游真核生物包括53门、158科、200属、277种、754个OUT。其中Cryptophyta, Ciliophora, 和norank_k_Cryptophyta为优势门。从QS到YX观察到的OUT中，从YX到ZZ逐渐增加，而从YX到ZZ逐渐减少。此外，夏季检测到的OUT数量最多。
浮游真核生物群落比较分析：对干渠河南段6个采样点浮游真核生物 NMDS 分析，结果显示干渠河南段浮游真核生物群落存在明显的季节变化。春季真核群落聚集明显，群落组成相似程度高，显著高于其他季节。其他季节真核群落离散程度高，样点间的群落组成差异较大。空间尺度上，AY和JZ的真核群落与其他采样点存在较大差异。TC和BS在秋季表现出较高的群落相似性，其他季节群落相似程度较低。YX和AY的真核群落在春季相似度最高，在秋季相似程度最低。总体上，干渠河南段浮游真核生物群落结构在时间和空间上均存在较大差异。
图3 浮游真核生物生物群落多样性的NMDS分析
图4 浮游真核生物与环境因子的RDA分析
浮游真核生物对环境因子的响应：RDA分析如图所示，ORP,WT,VeL,NO3-N和PH对运河的真核生物群落有着显著影响。ORP、Cond和DO是春夏群落的主要驱动力，春夏ORP对真核生物群落的影响高于其他季节。秋冬群落与其他季节有显著差异、秋季群落受VeL等多种环境因素的影响。冬季群落DO、TP和WT的显着影响。在空间尺度上TC和QS在春季和夏季受ORP显着影响，冬季受DO显着影响。其他采样点的真核生物群落在不同季节也受到不同环境因素的影响。总体而言，运河中浮游真核生物群落的驱动因素具有显着的时空差异。
干渠河南段浮游真核生物群落的地理分布模式：为探明空间过程(地理距离)和环境过程(环境异质性)对干渠河南段真核生物群落结构的影响，通过距离-衰减模型建立分析了浮游真核生物群落相似性与地理距离和环境异质性之间的线性关系。结果显示，干渠河南段真核群落的群落相似性与地理距离和环境异质性均存在显著性负相关关系，随着地理距离和环境异质性的增大，群落相似性逐渐降低。研究结果也说明了干渠河南段真核群落分布受扩散限制和环境选择共同影响。
图5 真核生物与地理距离和环境差异性的距离衰减关系
VPA分析结果表明，环境因子对真核群落的解释率相较于空间因子和季节因子具有绝对优势，环境选择是真核生物群落地理分布的主导因素。
图6 方差分解分析（VPA）显示环境因子，季节和地理距离对干渠河南段真核生物群落的影响。
文章链接网址：Yuying Li*, Faisal Hayat Khan, Jiamin Wu, Yun Zhang, Yeqing Jiang, Xiaonuo Chen, Yinlei Yao, Yangdong Pan, Xuemei Han. Spatiotemporal Variation and Drivers of Planktonic Eukaryotes in a Trans-Basin Water Transfer Canal (China). Front. Ecol. Evol., 15 July 2022 Sec.Conservation and Restoration Ecology，https://doi.org/10.3389/fevo.2022.899993.
