分层水库中DOM专化细菌与真菌的垂直动态驱动稳定性机制：基于机器学习的解析

这篇研究揭示了热分层水库中溶解性有机物(DOM)相关微生物(OLB/ORB细菌和OLF/ORF真菌)的垂直分布规律，通过机器学习模型(BISSE/SHAP/SOM)解析了环境因子(TN/NO3--N/DO)对微生物群落稳定性的调控机制，为水库碳循环管理和水质安全提供了理论依据。

　　

Highlight

热分层水库形成的物理化学屏障直接驱动了溶解性有机物(DOM)的垂直分异。温度梯度主导作用(Boehrer and Schultze, 2008)与光照、营养盐及生物活动协同作用(Bai et al., 2023)，塑造了DOM的来源与性质分布：表层水体富集易降解DOM(LDOM)，深层水体积累难降解DOM(RDOM)(Guillemette et al., 2016; Pérez and Sommaruga, 2006)。细菌优先利用LDOM(Asmala et al., 2018)，进一步强化了DOM生物有效性的垂直梯度。

Sample collection and analysis of environmental factors

河北水库作为京津冀城市群核心水源地，其水质对区域供水安全至关重要。2024年6月热分层期间，调研了潘家口(PJK)、大黑汀(DHT)等6座典型水源水库。

Spectral features of DOM

PARAFAC分析鉴定出3种DOM荧光组分：1种RDOM组分(C2)和2种LDOM组分(C1/C3)。其中C1(Ex/Em=275/326nm)具有色氨酸样组分特征(Ryan et al., 2022)，指示微生物代谢产生的可溶性蛋白；C2(Ex/Em=250/440nm)呈现典型腐殖质特征；C3(Ex/Em=350/454nm)与微生物源类腐殖质相关。

Conclusion

本整合研究揭示了OLB/ORB和OLF/ORF对热分层水库垂直DOM分异的响应特征：OLB/OLF多样性在温跃层达到峰值，ORB/ORF多样性在均温层最高，表明微生物对LDOM/RDOM组分的垂直生态位分化。OLB的物种形成率在所有水层均超过灭绝率并随深度递减，而ORB灭绝率随深度增加。随机过程主导群落构建，OLB/ORB的随机性增强而OLF/ORF的确定性过程随深度强化。