稻田周叢生物是生長于稻田土壤表面的微生物聚集體，主要由細菌、藻類、真菌和原生動物等組成，在氮磷養分循環過程，特別是在面源污染中起重要作用。明確稻田周叢生物中微生物來源及群落構建過程，可以為調控稻田周叢生物的生長，從而服務于稻田面源污染防控和固碳減排。本研究采集了亞熱帶典型小流域范圍內的水稻田土壤、田面水和周叢生物樣本，利用擴增子測序、SourceTracker和iCAMP分析了土壤和田面水微生物對周叢生物微生物來源的貢獻及其構建機制。
研究結果表明，周叢生物廣泛分布于水稻田中，且與稻田土壤相比，其細菌α多樣性較低，而真核生物多樣性較高；周叢生物中含有豐富的藍藻（13.5-33.5%）、綠藻（23.3-90.0%）、硅藻（5.4-40.9%）和線蟲（1.3-17.3%）。與土壤相比，田面水是周叢生物中真核生物更重要的來源（63.7% vs. 10.0%）；田面水和土壤對周叢生物中細菌的來源貢獻相當（38.4% vs. 41.6%）。周叢生物微生物群落的構建主要受同質選擇、擴散限制和生態漂移的驅動；同質選擇（50.9%）對真核生物群落的構建更為重要，而隨機過程（即擴散限制和漂移，61.5%）對周叢生物細菌群落的構建更為重要。土壤銨氮和Olsen-P對周叢生物中的真核生物和細菌群落組成有重要影響。
本研究結果揭示了稻田土壤、田面水和生態過程在塑造稻田周叢生物微生物群落中的作用，表明可以通過改善土壤和田面水養分條件來優化周叢生物微生物組成，為防控稻田面源污染提供了一個新的視角。
相關研究成果以Origin and assembly characteristics of periphyton microbes in subtropical paddy fields: A case study in Tuojia catchment in Southern China為題發表在國際著名土壤學期刊Applied Soil Ecology上，沈健林研究員為論文通訊作者，李宗明和何杰為共同第一作者。本研究得到了國家自然科學基金、湖南省杰出青年基金和青促會優秀會員基金等項目的共同資助。
稻田土壤、周叢生物和田面水中細菌（a）和真核生物（b）在門水平的微生物群落組成
周叢生物中細菌（a）和真核生物（b）微生物來源貢獻
不同生態過程對細菌（a）和真核生物（b）群落組裝的貢獻
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