近几十年,随着全球气候条件的变化和人为活动的干扰,淡水湖泊中外源可溶性有机碳（DOC）的输入逐年增加,湖泊水体DOC的浓度不断上升,影响了湖泊水体的碳收支平衡,进而影响区域或全球气候变化。水体微生物介导了DOC的转化过程,对水生生态系统的碳动力学和能量流动有很大的贡献。然而,外源DOC的持续输入如何影响湖泊水体DOC的微生物转化过程,以及水体DOC组成和浮游细菌群落结构之间是否存在紧密联系,这些关键问题目前缺乏研究,严重阻碍了我们对于微生物驱动外源DOC转化机制的认识。基于以上科学问题,本研究利用微宇宙和中宇宙试验系统,模拟研究不同来源和不同浓度DOC输入后浮游细菌群落组成结构的响应,以及水体DOC组分浓度与细菌类群之间的相互关系。主要开展两方面的研究内容:1)浮游细菌群落对不同来源DOC（蔗糖、植物以及土壤浸提液）输入的响应;2)浮游细菌群落对不同浓度DOC输入的响应。本研究通过微宇宙实验和中宇宙实验,并结合三维荧光光谱技术和高通量测序技术来探讨浮游细菌群落对外源DOC输入的响应规律。获得的主要结论如下:一、浮游细菌群落对不同来源DOC输入的响应（1）不同来源DOC的输入短时间（24 h）内显著改变了水体DOC的组成,p H、DO以及氮磷营养盐浓度,之后处理组与空白对照组差异随时间的延长逐渐缩小。此外,土壤来源DOC的输入下水体类腐殖质组分的含量更高,水体DOC的芳香性、疏水性和分子量升高。蔗糖来源DOC的输入下类蛋白质组分的含量更高,水体DOC组分具有低分子量和亲水性,且生物可利用性增强。植物来源DOC的输入下水体DOC的光谱特征则位于前两者中间（蔗糖<植物<土壤）。（2）不同来源DOC的输入均能促进浮游细菌数量、丰富度和多样性的增加,其中植物来源和土壤来源的促进效果更大。蔗糖来源DOC的输入使得放线菌门的相对丰度显著增加,植物性来源DOC的输入促进拟杆菌门的相对丰度增加,而土壤来源DOC的输入则会显著的提高Patescibacteria的相对丰度。此外,不同来源DOC输入会增强细菌碳代谢相关功能（蔗糖>植物>土壤）。细菌-DOC组分的共现网络分析表明参与DOC转化的主要细菌门为变形菌门和放线菌门。其中,利用不同碳组分的“通才”物种数量高于利用专一碳组分的“专才”物种,并且“通才”物种数量随着DOC的类腐殖组分的增加而减少（蔗糖<植物<土壤）。二、浮游细菌群落对不同浓度DOC输入的响应（1）不同浓度DOC的输入后,水体总DOC浓度维持稳定,但内部DOC组分发生改变。其中类腐殖质组分的含量基本保持稳定,而类蛋白质组分显著变化。水体DOC在低浓度（15 mg/L以下）时,类蛋白质组分随着DOC浓度升高而增加,其分子量减小,腐殖化程度降低,但当DOC浓度达到15 mg/L以上,出现相反的趋势。（2）不同浓度DOC输入使水体细菌数量和多样性呈现先增加后降低的趋势,在浓度20 mg/L时最高。蓝细菌门的相对丰度随着DOC浓度的升高而降低,放线菌门和变形菌门的相对丰度呈现相反的规律。此外,浮游细菌群落的碳代谢功能随着DOC浓度的增加呈现先增强后减弱的趋势,在浓度约15 mg/L时最强。（3）随机森林回归分析表明与DOC浓度相关的细菌OTU均属于丰富物种（变形菌门、放线菌门和拟杆菌门）,它们对DOC浓度的响应拐点均出现在15-20 mg/L范围内。随着DOC浓度的增加,参与DOC组分代谢的细菌物种数量呈现先减少后增加的趋势（“U型”的曲线分布）,在15-20 mg/L浓度下达到最低点。并且“专才”物种的数量随着DOC浓度的变化呈现一致规律。这些结果说明DOC的浓度对浮游细菌群落的影响呈现非线性相关关系,并存在阈值效应（DOC浓度在15-20 mg/L的范围内）。综上,我们的研究结果表明,外源DOC的输入能够为湖泊浮游细菌的生长提供碳补贴,其中腐殖化程度较低的DOC（蔗糖与植物来源）输入能够带来更多不稳定组分（类蛋白质组分）和增强细菌碳代谢功能,并且增加利用不同碳组分的“通才”物种数量;而腐殖化程度高的DOC（土壤来源）输入带来更多的稳定组分（类腐殖质组分）并使细菌群落结构更复杂,有利于增加只利用专一碳组分的“专才”物种数量。此外,DOC浓度对浮游细菌群落的影响呈现非线性关系,存在阈值效应（阈值在15-20 mg/L的范围内）。低于或高于这个浓度阈值范围,细菌的DOC代谢过程会受到一定的限制。因此,本研究预示着输入湖泊中DOC的浓度和来源会影响湖泊浮游细菌群落的响应机制和碳转化过程,进而影响湖泊生态系统的碳收支平衡。本研究将加深对整个淡水湖泊生态系统在处理转化外源有机碳的过程中发挥重要作用的认识,以及完善对全球碳循环和碳转化的宏观调控机制的认识。