雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子_杨清.pdf

2023,31(4):22500,pages 116 doi:10.17520/biods.2022500 收稿日期:2022-08-30;接受日期:2022-11-20 基金项目:国家自然科学基金(32070418)、2021年中央财政支持地方高校改革发展专项资金(藏财预指20211号)和西藏大学研究生高层次人才培养计划(2020-GSP-S050)*通讯作者 Author for correspondence.E-mail: https:/www.biodiversity-雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 杨清1,2,李晓东1,2,杨胜娴1,2,巢欣1,2,刘惠秋1,2,巴桑1,2*1.西藏大学生态环境学院青藏高原湿地与流域生态系统实验室,拉萨 850000;2.西藏大学地球第三极碳中和研究中心,拉萨 850000 摘要:为了解雅鲁藏布江中游干流及支流丰水期原生动物的群落多样性特征,于2021年7月利用18S rDNA高通量测序技术开展雅鲁藏布江中游原生动物多样性研究,并现场测定水体理化因子。结果表明:雅鲁藏布江中游原生动物在干流和支流两个河段上均以丝足虫门、纤毛虫门和双鞭毛虫门为主。群落Shannon多样性在河段间存在显著性差异;多样性在两个河段上均以周转组分为主。研究区域原生动物群落存在显著的地理距离衰减趋势;物种互作关系以协同作用为主导;影响支流原生动物群落的主要理化因子为pH、水温、海拔组合,影响干流原生动物群落的主要理化因子为电导率。原生动物群落受到地理距离、物种互作关系和理化因子的共同影响。本研究结果明确了雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性变化特征及其驱动因素,可为后续雅鲁藏布江原生动物研究以及青藏高原水环境保护提供数据支撑和参考。关键词:雅鲁藏布江;原生动物;多样性分解;地理格局;理化因子 杨清,李晓东,杨胜娴,巢欣,刘惠秋,巴桑(2023)雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子.生物多样性,31,22500.doi:10.17520/biods.2022500.Yang Q,Li XD,Yang SX,Chao X,Liu HQ,Ba S(2023)Protozoan community diversity and its impact factor in the middle reaches of the Yarlung Zangbo River in the wet season.Biodiversity Science,31,22500.doi:10.17520/biods.2022500.Protozoan community diversity and its impact factor in the middle reaches of the Yarlung Zangbo River in the wet season Qing Yang1,2,Xiaodong Li1,2,Shengxian Yang1,2,Xin Chao1,2,Huiqiu Liu1,2,Sang Ba1,2*1 Laboratory of Tibetan Plateau Wetland and Watershed Ecosystem,School of Ecology and Environment,Tibet University,Lhasa 850000 2 Center for Carbon Neutrality in the Third Pole of the Earth,Tibet University,Lhasa 850000 ABSTRACT Aims:The Yarlung Zangbo River is an important water system in China,and as a high-altitude river in the Tibetan Plateau,its special environmental conditions make its aquatic ecosystem valuable to study.In recent years,studies on the aquatic ecology of the Yarlung Zangbo River have gradually increased,but studies focusing on protozoa are rare.The aim of this study was to explore the community dynamics of protozoa in the middle Yarlung Zangbo River and its driving factors,and to provide basic data and decision-making references for further studies on the Yarlung Zangbo River as well as for the monitoring and conservation of the Tibetan Plateau water environment.Methods:18S rDNA high-throughput sequencing technology was used to study the protozoa diversity,and the physicochemical factors were measured on site of water bodies at 28 sample sites in the middle reaches of the Yarlung Zangbo River(Qushui County to Pai Town)in July 2021(wet season).The diversity of community was analyzed by Shannon diversity index,Simpson diversity index,Pielou evenness index and richness index;the diversity of community was analyzed by Jaccard difference index;analysis of the interspecific relationships was analyzed by co-occurrence networks;the influence of physicochemical factors on the diversity of the protozoan community was studied by correlation and bioenvironmental(BIOENV)analysis.研究报告 杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第2页 Results:Cercozoa,Ciliophora and Dinoflagellata were dominant on both mainstream and tributary reaches.With regard to community diversity,Shannon diversity was significantly different between the mainstream and tributary reaches;diversity was dominated by the turnover component in both reaches,and there was a significant distance-decay trend in the protozoan community in both reaches.Protozoan species interactions were dominated by synergism.Electrical conductivity(EC),water temperature(WT),turbidity(TUR),and total nitrogen(TN)were the main environmental factors affecting diversity of protozoan communities;WT and altitude(ALT)were the main environmental factors affecting diversity of protozoan communities.The main environmental factors affecting the protozoan communities in the tributaries were pH,WT and ALT combinations,while the main environmental factor affecting the protozoan communities in the mainstream was EC.Conclusion:Protozoan community diversity in the study area is spatially variable in two reaches of the mainstream and tributaries,diversity is dominated by turnover components,and community similarity has a clear trend of geographical decay.The mainstream protozoan community is the most stable and sensitive to environmental changes.The dynamic changes in protozoan community diversity are the result of the combined influence of multiple environmental factors.Key words:Yarlung Zangbo River;protozoa;diversity decomposition;geographical pattern;physicochemical factors 原生动物是浮游动物的主要类群之一,其作为微食物网中的重要营养级,担负着维持生态平衡、水环境健康、能量转运枢纽以及生物地球化学循环等重要功能,是水生态系统中不可或缺的一部分(许木启等,1998;沈韫芬,1999)。与其他高等生物相比,原生动物受环境影响更强,从而能够更加灵敏迅速地反映出水环境的变化,常作为水环境评价的指示物种(沈韫芬,1999)。近年来,随着分子技术的快速发展,高通量测序技术越来越多地被运用到不同环境和生态系统原生动物群落多样性的研究中。例如,Li等(2021)利用高通量测序技术研究了南海北部沿河口至盆地样带活动原生动物群落的生物地理分布模式和群落构建机制;Jiang等(2021)对南海4个河口纤毛类原生动物群落的多样性和季节性动态展开了研究,表明了栖息地和环境条件的变化比季节变化对原生动物群落组成的影响更大;Xu等(2021)利用高通量测序技术揭示原生动物对酸性矿山废水侵蚀土壤的生态响应机制。相较于传统形态学,利用高通量测序技术研究原生动物能够使得样品分析更为迅速、准确,进而能更详尽、细致、全面地揭示原生动物群落结构的组成和多样性变化。关于群落多样性,起源于两种不同的过程,一是物种周转或物种替换;二是物种嵌套或丰富度差异(Wang et al,2011;Leprieur&Oikonomou,2014;Matthews et al,2019)。物种周转表示沿空间或环境梯度上的物种更替,通常发生在具有高物种形成率、扩散限制的群落之间;物种嵌套表示由于物种得失而导致的物种丰富度差异,其往往由于物种稀疏或其他生态过程,如人为干扰或物理屏障导致的物种贫乏地区生物群落物种丰富度的不同(陈圣宾等,2010;斯幸峰等,2017;张金屯等,2022)。青藏高原作为“地球第三极”,有着独特的自然条件和丰富的生物资源(蒋志刚,2018)。青藏高原地区原生动物研究虽然在近年来受到了国内外学者的广泛关注,但主要是基于传统形态学的研究方法探讨原生动物的多样性(龚迎春等,2012;杜红春等,2022)。目前将高通量测序技术运用于青藏高原地区原生动物,尤其是雅鲁藏布江原生动物群落多样性的研究还未有较为全面的相关报道(马宝珊等,2015;梅建西,2020)。本研究于2021年7月(丰水期)采样，然后通过18S rDNA高通量测序技术对雅鲁藏布江中游28个干、支流样点的原生动物群落多样性及其与水环境之间的关系进行了分析,以期揭示高原河流生态系统中原生动物群落多样性的动态特征以及群落变化的驱动因素,为进一步研究雅鲁藏布江流域以及为青藏高原水环境的监测和保护提供基础数据和决策参考。1.1 研究区概况 雅鲁藏布江发源于西藏西南部的杰马央宗冰川,在中国境内,河流全长2,057 km,流域范围在28003116 N和82009707 E之间。根据流域自 梅建西(2020)雅鲁藏布江周丛原生动物群落结构特征及其与环境因子的关系.硕士学位论文,西南大学,重庆.1 材料与方法 杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第3页 然地形地貌、河谷特征,雅鲁藏布江可划分为上、中、下游3个河段。其中,从里孜派镇为雅鲁藏布江中游段(关志华和陈传友,1984;马腾霄等,2022)。雅鲁藏布江整个中游河段为宽谷和窄谷相间的高山河谷地貌,尤其是曲水县派镇段,河岸地貌多为典型的高山峡谷。雅鲁藏布江中游河道落差大,处于温带半湿润半干旱高原季风气候区,气候温暖兼凉性,年均降水量约为300600 mm,径流总体上以降水、融雪和地下水补给组成,故而蕴含了丰富的水能资源并形成了从荒漠到高山灌丛再到森林过渡的复杂生境和植被类型(王蕊等,2015)。同时,雅鲁藏布江中游也是全河段人口最密集区域,是西藏自治区开发较早、生产发达、经济繁荣的区域之一。独特的气候特征、地形地貌以及频繁的人类活动造就了雅鲁藏布江中游复杂多样的生态系统和丰富的生物资源,使其成为研究雅鲁藏布江整个流域乃至青藏高原甚至亚洲生物多样性的重要基础区域(李正飞等,2022)。1.2 采样点布设与样品采集 根据雅鲁藏布江自然地貌、具体生境特征,在雅鲁藏布江中游(曲水县派镇)共设置28个样点,根据实际环境状况以及考虑到样品采集过程的安全性,所有样点均设置于靠近河岸处,且所有样点均位于雅鲁藏布江干流及其支流上。样点布设涉及雅鲁藏布江一级支流7条(雅砻河、杰当浦、加雄河、丝波绒曲、金东曲、里龙扑曲以及多空浦曲)、二级支流1条(雅堆曲),其中干流11个样点、支流17个样点(图1)。在每个样点表层(大约20 cm深)采集9 L水样,水样采集后立即通过0.22 m的聚碳酸酯膜进行过滤,最后得到84份水体样本(28个地点 3个重复),随即将聚碳酸酯膜用无菌冻管装封后放置于液氮中保存,储存在80条件下,用于DNA提取。1.3 水体理化因子 利用HI-98195便携式多参数水质测定仪测定水体pH值、水温(water temperature,WT)、电导率(electrical conductivity,EC);利用HI-98193便携式溶解氧测定仪测定溶解氧(dissolved oxygen,DO);利用HI-98703高精度数据型浊度测定仪测定水体浊度(turbidity,TUR);利用FP-111直读式流速仪测定水体流速(water flow speed,WS)。利用全球定位系统(Explorist500,美国麦哲伦公司)记录样点经度、纬度和海拔(altitude,ALT)高度,上述理化指标均在现场测得,并且进行3次重复。参照水和废水监测分析方法(第四版)(国家环境保护总局和水和废水监测分析方法编委会,2002)和地表水环境质量标准(GB3838-2002)于室内完成总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)、铵态氮(ammonia nitrogen,NH4+-N)和化学需氧量(chemical oxygen 图1 雅鲁藏布江中游样点分布示意图 Fig.1 Distribution of sample sites in the middle reaches of the Yarlung Zangbo River 杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第4页 demand,COD)的测定。1.4 DNA提取和高通量测序 使用DNA提取试剂盒Power Soil DNA Isolation Kit提取环境DNA,并用1%琼脂糖凝胶电泳检测DNA质量;使用Nano Drop 2000分光光度计测定DNA的浓度纯度。接下来使用以下引物(Medlin et al,1988;Lane,1991)对18S rDNA V9高变异区进行PCR扩增:1391f(5-GTACACACCGCCCGTC-3)和1510r(5-TGATCCTTCTGCAGGTTCACCTAC-3)。PCR产物由Novogene测序公司使用PE250策略在Illumina Novaseq 6000平台进行测序。1.5 数据处理与分析 使用QIIME2软件中的DADA2插件(Bokulich et al,2018;Bolyen,2019)获 得 扩 增 子 序 列 变 异(amplicon sequence variants,ASVs),并使用SILVA数据库(138版)(Quast et al,2013)进行注释。非原生动物的ASVs和低丰度的ASVs(1%)共有7个,分别为丝足虫门(35.93%)、纤毛虫门(19.70%)、双鞭毛虫门(16.06%)、顶复门(9.38%)、变形虫门(8.13%)、眼虫门(6.71%)和中阳虫门(3.35%)。其他类群(Myxogastria、Gracilipodida、Heterolobosea和Picozoa)占比较少,共占0.74%。在河段上,干流平均相对丰度排名前3的类群依次为丝足虫门、双鞭毛虫门、纤毛虫门,占比分别为29.76%、22.67%和20.50%。支流平均相对丰度前3的类群依次为丝足虫门、纤毛虫门、双鞭毛虫门,占比分别为39.05%、19.30%和12.73%(图2a)。在所有样点中,丰度在样点L23有最高值(1.45 104 ind./L),在样点L6有最低值(4.27 103 ind./L)(图2b)。在河段上,干流丰度小于支流,但两者间无显著性差异(Wilcoxon test,P=0.208)。根据干、支流样点间丰度方差()可知,支流样点间丰度波动大于干流(图2c)。2.2 原生动物群落多样性 总体上干流Simpson多样性指数(均值=0.98)高于支流(0.96),在河段间具有显著性差异(P=0.022);干流Shannon多样性指数(5.27)高于支流(4.95),在河段间该指数没有显著性差异(P=0.329);干流Pielou均匀度指数(0.82)高于支流(0.77),在河段间不具有显著性差异(P=0.066);干流物种丰富度(614.82)低于支流(635.88),在河段间没有显著性差异(P=0.611)(图3)。本研究对雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落进行多样性分析,结果表明,在支流、干流和全河段3个空间尺度下,原生动物群落总体多样性分别为0.34、0.31、0.34,总体上差异不大。周转组分在所有空间尺度下对群落间物种组成差异(多样性)的贡献均占主导地位,分别各占其总体多样性的76.5%、87.1%和82.1%;嵌套组分的贡献均很小,分别各占23.5%、12.9%和17.9%(图4a)。对各空间尺度下配对样点之间的原生动物群落进行多样性组分分解,结果表明,在全河段中,共有378组配对样点,配对样点之间的多样性(均值=0.69)主要是由周转组分(均值=0.64)贡献,占比高达92.8%,嵌套组分(均值=0.05)对多样性的贡献仅为7.2%;在支流河段中,共有136组配对样点,配对样点之间的多样性(均值=0.68)主要由周转组分(均值=0.62)贡献,占比高达91.2%,嵌套组分(均值=0.06)对多样性的贡献仅为8.8%;在干流河段中,共有55组配对样点,配对样点之间的多样性(均值=0.62)同样主要由周转组分(均值=0.59)贡献,占比高达95.2%,嵌套组分(均值=0.03)对多样性的贡献仅为4.8%(图4b)。雅鲁藏布江中游原生动物群落 2 结果 杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第5页 图2 研究区域各样点及河段门级水平上原生动物群落组成(a)、各样点丰度(b)和各河段丰度(c)。M:干流;T:支流;:方差。Fig.2 Protozoan community composition at the phylum level at each site and reach in the study area(a),abundance at each site(b)and abundance at each reach(c).M,Mainstream;T,Tributary;,Variance.图3 研究区域原生动物群落多样性。M:干流;T:支流。Fig.3 Protozoan community diversity in the study area.M,Mainstream;T,Tributary.多样性分析结果说明,在研究期间,无论是在整体空间尺度上,还是在配对样点间,原生动物群落物种组成差异主要是由物种替换(即周转)引起的,并未形成明显的嵌套格局。2.3 群落PCoA和地理格局分析 对雅鲁藏布江中游丰水期的原生动物群落进行基于Bray-Curtis距离的主坐标分析(PCoA),结果显示,地理上的原生动物群落集群及其在95%的置信区间内没有重叠,表明不同河段的原生动物群落能够被明确分开。主坐标分析的第一轴PCoA 1能解释雅鲁藏布江中上游丰水期原生动物群落25.25%的变化,第二轴PCoA 2能解释原生动物群落14.43%的变化。相似性分析(ANOSIM)结果表明,原生动物群落在干流、支流河段间存在显著差异(P 0.01,R=0.197),且支流样点组内差异强于干流样点组内差异(图5a)。原生动物群落Bray-Curtis相似性随地理距离分析结果显示,无论在整体流域上还是在各河段上,距离衰减分析都显示出一个明显的负斜率曲线,原生动物群落相似性随地理距离的增加均呈极显著 杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第6页 图4 研究区域原生动物群落多样性分析。总多样性及各组分占比(a),群落多样性组分分解(b)。All:全河段;M:干流;T:支流;*:平均值;n:样点对;Repl和Richdiff表示多样性的两种组分。Fig.4 diversity analysis of protozoan communities in the study area.Total diversity of the protozoan community and the proportion of each component(a).Decomposition of the diversity component of the community(b).All,All river reaches;M,Mainstream;T,Tributary;*,Mean;n,Sample point pair;Repl and Richdiff denote the two components of diversity.的距离衰减效应(P 0.01),且衰减程度为干流河段最强(R2=0.777),支流河段次之(R2=0.275),流域整体河段水平上衰减程度最弱(R2=0.088)。群落相似性的地理距离衰减特征表明雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落的空间分布特征符合生物地理分布的一般模式(图5b,c,d)。2.4 原生动物群落共现网络分析 筛选全河段丰度前300的ASV进行物种共存分析,筛选各河段丰度前300的ASV进行群落共线网络分析。共存物种分析结果显示干流和支流两个河段间共存物种较多(ASVs=286),单独出现在支流的物种较少(ASVs=15),而干流没有单独出现的物种(图6a)。在共存物种中,丝足虫门所占比例最高(39%),黏菌门所占比例最低(1%);在支流特有物种中,纤毛虫门所占比例最高(60%),眼虫门所占比例最低(7%)(图6b)。雅鲁藏布江中游不同河段空间尺度上原生动物群落共现网络分析结果显示,在3个河段空间尺度上,原生动物群落共现网络连接数、平均度、图密度、网络模块化系数为干流最高;共现网络直径、平均聚类系数和平均路径长度为全河段最高(图6c,表1)。2.5 原生动物群落与理化因子相关性 干流pH、水温、浊度、流速、总氮高于支流,且在河段间具有显著性差异(P 0.05);干流海拔、化学需氧量、铵态氮、总磷低于支流,海拔在河段间具有显著性差异(P 0.05)(图7a,表2)。通过群落多样性参数以及门级类群与环境理 化因子的Spearman相关分析,EC、WT、TUR、TN、NH4+-N、COD、TP与群落多样性具有显著或极显著正相关性;WT和ALT与群落多样性具有显著负相关性;在所分析的理化因子中,绝大多数与门级类群具有相关性,如EC与黏菌门、顶复门呈极显著负相关;TUR与Gracilipodida类群呈极显著正相关;与Heterolobosea类群、眼虫门和中阳虫门呈显著正相关;与黏菌门、丝足虫门和顶复门呈显著负相关(图7b)。为了进一步阐释原生动物群落结构与理化因子之间的关系,探明理化因子对群落的交叉影响,将原生动物群落与理化因子进行生物区系-环境(BIOENV)分析。结果显示在支流河段理化因子组合中,pH、WT、ALT组合的相关系数最高(0.4971);其次为pH、WT、WS、ALT组合(0.4966),影响支流原生动物群落的前5组理化因子主要发生在pH、WT、ALT、WS、EC和DO的组合上;在干流河段理化因子组合中,EC的相关系数最高(0.7565);其次为EC、ALT组合(0.7513),影响干流原生动物群落的前5组理化因子主要发生在pH、EC、WT、TUR和ALT的组合上(表3)。3.1 原生动物群落多样性格局 本研究基于18S rDNA在雅鲁藏布江中游丰水期共鉴定到原生动物ASVs 5,964个,共检获原生动物11门34纲58目84科204属686个ASVs,远远超过基于传统形态学鉴定方法的物种数量(马宝珊等,2015;吴聪,2022)。传统形态学鉴定主要依靠显微镜进行物种鉴别,往往需要原生动物活体状态下的特征,因此常局限于能够培养或在样品采集后数日仍能保持生存和一定丰度的种类,但极多的类群远远达不到这样的要求,另一方面,即使舍弃活体特征,对固定后的样品进行种类鉴定和计数,仍存在众多主观因素,如有的物种由于体积极其微小难以识别、有的种类形态相似难以区分等,整体上使得鉴定物种数少于环境样本实际的物种数(陈旭淼和 吴聪(2022)雅鲁藏布江及其主要支流浮游动物与环境因子间的关系.硕士学位论文,武汉轻工大学,武汉.徐奎栋,2014)。18S rDNA高通量测序技术从DNA分子水平上对原生动物进行识别鉴定,极大地避免了主观因素,只要是存在于环境样本中的原生动物基本都能通过测序技术进行识别,极大程度地保证了样本环境中物种数量的准确性。本文对雅鲁藏布江中上游原生动物群落物种组成进行分析,结果显示无论在干流河段还是支流河段,丝足虫、纤毛虫和双鞭毛虫均为优势类群。这与许木启和Petter Kasprzar(2001)对白洋淀、李凤超等(2006)对拒马河北京段、巴桑等(2017)对拉萨河原生动物群落特征研究结果相类似,这可能是因为雅鲁藏布江中游水温普遍较低、丰水期水体扰动大,水环境发生变化,导致一些原生动物类群生态位降低,使得丝足虫、纤毛虫和双鞭毛虫具有更低的生存压力(刘佳驹等,2018;张鹏等,2022),从而使其成为优势类群。原生动物群落多样性指数分析结果显示,丰水期雅鲁藏布江中游原生动物多样性存在河段空间性差异,原生动物多样性指数为干流 支流,这与大多数河流原生动物多样性研究相一致(龚迎春等,2012;胡笑妍等,2017;张敏等,2017)。这可能与本研究区域的流域范围大、覆盖的地形地貌复杂有关。雅鲁藏布江中游段支流较多,各支流流域生境具有差异性,造成了各支流的原生动物群落结构、物种组成不尽相同。另外,原生动物多为附着性生物,丰水期水体流量加大、流速快,从而各支流原生动物随着水体汇入雅鲁藏布江干流,使得雅鲁藏布江干流原生动物多样性整体升高。雅鲁藏布江支流原生动物物种数和丰度高于干流,这与大多数水体原生动物的研究存在差异(杨威等,2011;白海锋,2014;包宇飞,2019)。一方面,这可能与青藏高原独特的地理环境、原生动物长期的适应性生存有关。雅鲁藏布江流域的原生动物长期处于青藏高原的高寒生境,长期的适应性进化使其在低温的水环境中生存能力、适应能力较强,而雅鲁藏布江支流多发源于冰川融水,多数属于冷水性河流(Harrison et al,1992;文安邦等,2002),水温普遍低于干流,适应于大多数原生动物的生存和繁殖。另一方面,雅鲁藏布江中游人口较为密集,各支流周边多为牧地、农田,丰水期农牧活动频繁(关志华和 白海锋(2014)渭河流域浮游动物群落结构时空格局的研究.硕士学位论文,大连海洋大学,辽宁大连.3 讨论 杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第11页 陈传友,1984;Lennon et al,2001),人类活动对水体环境的干扰较大,且支流水体流速相对较大,使得由农牧活动形成的营养物质进入水体时不会造成持续的堆积,支流营养物质增加较为适当,有利于原生动物的生存。反观雅鲁藏布江干流河段,在丰水期各大支流汇入雅鲁藏布江干流,加上自然降水使得大量外来水体侵入干流,河水体量大、水流速度相对缓慢,使得水体对外来营养物质的稀释能力降低,在一定程度上改变了干流原本的水体营养结构以及各种水环境特征,从而使得一些原生动物不能适应于当前的水体环境,造成部分原生动物物种的消亡或丰度的减少。群落多样性反映了不同地点间群落物种组成的变化,这种变化可能是物种替换或周转(Repl),以及物种损失或嵌套(Richdiff)的结果。关于群落多样性,如果物种组成变化是随机的并伴随自相关的生物过程,且与物种的形成和扩散历史相关,那么物种组成变化就主要体现在不同物种的替换,即多样性可由周转(即物种在空间上的更替)来解释(Legendre et al,2005;王魏根,2018)。雅鲁藏布江中游原生动物群落多样性分析结果显示,周转在多样性中占据主导地位,这表明原生动物多样性可能主要来源于物种随机分布和自相关的过程,是由于物种在空间上或群落间发生更替导致的。这一结果与大多数水体微生物群落多样性研究相似,例如戴美霞等(2017)进行象山港浮游动物多样性分析时发现总体以周转为主,嵌套所占比例很低;李明家等(2020)研究发现西藏横断山区溪流细菌多样性组分中,周转占据主导地位。在雅鲁藏布江中游原生动物群落分析中,出现周转成分占比较高的现象,这可能与原生动物的运动缓慢、扩散能力弱、其分布更多与物种形成历史、扩散程度以及流域生境和频繁的人为干扰有关。3.2 群落动态变化及其相关性因素 关于地理因素对原生动物群落结构的影响。对雅鲁藏布江中游原生动物群落地理格局分析发现,随着地理距离的增加,原生动物群落的相似性下降,表现出距离衰减的生物地理分布格局,尤其在干流河段衰减趋势最为强烈。这一现象可认为是扩散限制导致了雅鲁藏布江中游原生动物群落的距离衰减关系。原生动物属于微生物的一大类,具有体积微小和丰富度高的特征,被认为具有较强的扩散能力,但其主要依靠于载体进行被动扩散。雅鲁藏布江中游干流河道较宽、河体较深、河道曲折蜿蜒、水体缓冲力大、水流速度相较于支流低,从而影响到以水体为载体进行扩散的原生动物的扩散能力以及影响局地生物群落的物种组成、多样性和群落功能。因此,扩散限制成为塑造水体微生物群落生物地理分布格局的原因之一。这与国内外多数水环境微生物地理格局的研究相似,如有研究表明(Fillinge et al,2019;Logares et al,2020),扩散限制显著影响了热带、亚热带海洋表层以及德国地下含水层中微生物群落的构建;Lu等(2020)对长江上游真核浮游生物群落生物地理学研究表明,地理距离对于构建真核浮游生物群落和确定河流网络中的空间差异很重要;Wu等(2017)对中国东海和南海表层水体中丰富微生物类群的研究发现,扩散限制主导了其群落的构建;高鹏飞等(2022)对中国湖泊细菌群落的生物地理分布格局及驱动机制研究中发现,空间扩散限制是青藏高原湖泊浮游及沉积物细菌群落构建的主要驱动因素。关于生物因子对原生动物群落结构的影响,在共现网络中,网络连接数可反映共现网络结构的复杂性;平均度和网络直径可反映共现网络结构的紧密性;图密度和平均路径长度可反映共现网络结构的稳定性;边的正、负相关性分别反映物种之间的协同和竞争关系(Deng et al,2012;Zhang et al,2018)。本研究发现,在全河段、干流河段和支流河段3个空间尺度上,网络边之间均以正相关为主,表明共现网络物种之间的互作关系以协同作用为主导。一般情况下,同类群微生物往往存在拮抗作用,但在极端生境中,它们之间的协同作用却通常占据互作关系的主导地位,这说明生态网络中不同微生物类群之间的互作关系是随具体生境情况发生变化的,而不是固定不变的(Selbmann et al,2013)。本研究原生动物共现网络分析结果与崔戈等(2023)对金沙江底栖真核微生物、孙胜浩等(2020)对澜沧江硅藻等一系列具有高海拔、低温特征的水环境微生物的研究具有相似之处。雅鲁藏布江位于青藏高原,水环境具有高海拔、低温等极端生境特征。雅鲁藏布江原生动物群落为了适应环境特征,导致种间互作关系以协同作用为主,这可能是在极杨清等:雅鲁藏布江中游丰水期原生动物群落多样性及其影响因子 2023年|31卷|4期|22500|第12页 端生境中,如果种间拮抗作用较强,某些物种会由于竞争力弱而被淘汰,从而使得群落物种减少、多样性降低。相反,在极端环境下,较强的种间协同作用更有利于群落内各物种的生存,使得群落结构更加完整,群落稳定性更高(Shu&Huang,2022)。从网络的拓扑结构特征还可以反映出网络结构的连通性、复杂性和抗干扰能力。通常具有较高连通性、复杂性和稳定性的网络对于环境干扰的反应更为迅速(Zhou et al,2010)。根据网络拓扑特征结果显示,雅鲁藏布江中游干流河段的原生动物群落共现网络具有最大的连接数、平均度和图密度,最短的网络直径和平均路径长度,表明干流河段原生动物共现网络最为复杂、稳定,干流河段原生动物群落抗干扰能力最强、对水环境变化最敏感。关于理化因子对原生动物群落结构的影响,本研究使用Spearman相关性分析和生物-环境分析(BIOENV)探究理化因子与原生动物群落结构的关系。Spearman相关分析结果显示,E