《Frontiers in Ecology and Evolution》：Community assembly mechanism of phytoplankton in drinking water sources of tropical island, China
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本研究系统揭示热带岛屿饮用水源浮游植物群落的季节演替规律及构建机制。通过干湿季对比发现，蓝藻门（Cyanophyta）在雨季占优，而河流生境的α多样性始终高于水库；β多样性主要由物种周转（>84%）驱动。Mantel检验表明水温、pH和总磷（TP）是关键环境因子。共现网络显示雨季水库节点连接密度更高，群落组装以扩散过程为主导。研究成果为热带水域生态风险评估和韧性水质管理提供了新框架。
引言
浮游植物作为水生生态系统的初级生产者，是水环境健康的关键指示生物。在面临人类活动与气候变化双重压力的热带岛屿区域，解析其群落构建机制对保障饮用水安全及识别水生态系统风险具有重要意义。本研究以海南岛11条河流和11座水库为对象，通过干季（2023年12月）和雨季（2024年7月）的采样，系统分析了浮游植物群落的时空动态、环境驱动因子及构建机制。
材料与方法
研究涵盖22个饮用水源，共采集128个样本。浮游植物通过显微镜进行物种鉴定与计数，并测定水温（WT）、pH、溶解氧（DO）、总磷（TP）等环境参数。采用香农-威纳指数（H′）等评估α多样性，通过主坐标分析（PCoA）和PERMANOVA检验群落差异，并基于Jaccard相异度分解β多样性的周转（turnover）与嵌套（nestedness）组分。共现网络通过Spearman相关（|R|≥0.6, p<0.05）构建，群落组装机制采用扩散-生态位连续体指数（DNCI）和零模型进行解析。
结果
群落结构与多样性特征
共鉴定浮游植物228个分类单元，以绿藻门（Chlorophyta，44.7%）和硅藻门（Bacillariophyta，27.2%）为主。干季优势类群为蓝藻门、绿藻门和硅藻门，而雨季蓝藻门显著占优（图1B）。河流的α多样性始终高于水库，雨季水库的香农指数显著升高（p<0.01），但均匀度指数下降（p<0.05）。PCoA显示群落结构存在显著时空差异（R2=0.11, p=0.001），β多样性以周转过程为主导（贡献率76.4%~87.9%）（图2F）。
环境驱动因子
Mantel检验表明，水温、TP和pH是影响群落结构的关键因子。雨季高温促进蓝藻增殖，而干季低温利于硅藻生长（图3A）。总磷（TP）浓度升高与蓝藻密度增加显著相关，但与α多样性无显著关联。pH与多样性指数呈正相关，而与β多样性负相关，反映其通过改善碳酸盐化学条件促进局部多样性，同时降低生境间异质性。
共现网络与组装机制
网络分析显示所有生境中正相互作用占主导。雨季水库网络具有更高的连接密度和模块性（模块度0.810），稳定性最强（图4D）。关键类群分析发现，裸藻门（Euglenophyta）、隐藻门（Cryptophyta）等稀有类群虽占比低，但具有高连接度，可能作为“关键物种”维持网络稳定性。DNCI分析表明，所有时空配对的DNCI值均为显著负值（表1），且“扩散+生态位”模型拟合最优（图5），证实扩散过程是群落组装的主要驱动力，雨季水文连通性进一步加强了这一效应。
讨论
热带岛屿饮用水源浮游植物群落的时空分异受水文气候与生境异质性共同调控。雨季高温和营养盐输入推动蓝藻优势形成，而河流的高栖息地异质性支撑了其持续高于水库的α多样性。β多样性以周转为主，凸显了地理隔离与环境过滤的作用。网络复杂性在稳定生境（如雨季水库）中更高，而稀有类群的关键节点功能表明生物互作对群落稳定性的贡献。群落组装以扩散过程主导，尤其在雨季水文连通性增强时，随机性过程显著超越环境选择。
结论
本研究阐明热带岛屿饮用水源浮游植物群落受季节性水文脉冲和生境异质性调控的构建机制。建议实施差异化生态管理策略：水库重点调控水文调度与内源营养盐控制，河流需强化流域尺面源污染管控与生态连通性维护。成果为热带水域生物多样性维持机制和饮用水安全风险管理提供了科学依据。
