目前全球湖泊水华形势依然严峻，作为评估浮游植资源获取的生态指标，营养利用效率（RUE）与其生命周期过程息息相关。近年来，较多的研究基于浮游植物功能多样性与环境要素（如气象因子、营养盐、化学计量比等）深入地解释了湖泊生态系统中浮游植物RUE的非线性响应过程。磷是浮游植物生长的限制因子，磷资源利用效率（RUE_P）是指单位磷资源所能产生的浮游植物生物量，直接关系到浮游植物的生长效率和水生态功能。微生物作为水生态系统中重要功能类群，可以驱动营养元素的生物地球化学过程。然而，关于细菌介导的磷循环如何通过影响生物可利用性来调节浮游植物RUE_P仍然是一个未解之谜。

近日，中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室陈敬安研究员团队张润宇研究员，通过运用16S rRNA测序、高通量qPCR芯片、磷核磁共振波谱（³¹P NMR）等技术，结合共现网络分析、结构方程和随机森林模型等，研究了高原富营养化湖泊中浮游植物RUE_P与细菌群落变化的耦联关系，深入揭示了细菌介导的内源磷释放对浮游植物RUE_P的重要影响。

结果表明：浮游植物生长过程RUE_P沿水体深度大体呈先增后减的变化趋势，爆发期水体剖面浮游植物RUE_P相对较高。网络分析显示，从休眠期到爆发期，浮游植物RUE_P的重要性逐渐增加。在不同藻类生长期水柱中检测到高丰度的红球菌属，特别是爆发期与水体Ca²⁺浓度显著正相关，其通过溶解Ca-P快速补充藻类生长所需的营养盐。细菌作为水体中重要的营养循环参与者，能够通过溶磷菌（PSB）、磷矿化菌（PMB）和聚磷菌（PAB）等多种方式，调节磷的生物可利用性，进而影响浮游植物的生长和资源利用效率。同时，细菌活动显著促进水—沉积物界面磷的释放与转化，通过功能基因调节沉积物中Pi溶解和Po矿化来促进浮游植物RUE_P；编码ppk基因促进Poly-P的形成，从而抑制浮游植物RUE_P。本研究创新之处在于阐明了细菌介导的磷循环对浮游植物RUE_P的调控机制，为水华的风险监测与湖泊富营养化防治提供重要支撑。

上述研究成果发表于环境科学领域重要期刊Water Research。该研究得到了国家自然科学基金（42177244）、国家重点研发计划（2023YFF0806000）和中国科学院区域发展青年学者项目等资助。

论文信息：Haijun Yuan, Runyu Zhang, Qiuxing Li, Qiping Lu, Jingan Chen. Bacterially mediated phosphorus cycling favors resource use efficiency of phytoplankton communities in a eutrophic plateau lake. Water research, 2025, 277: 123300.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123300.

（环境室 张润宇供稿）