自然生物膜是一种活跃生长发育着的单一或混合的微生物群体，是一个半稳定的、开放的微型生态系统，可以真实地反映水环境质量和生态服务价值。通过模拟试验，从微生物生态学角度结合自然生物膜酶活性以及胞外聚合物变化，探讨温度、CO₂浓度变化对自然生物膜的影响，研究结果有望利用自然生物膜指示气候变化对生态系统的影响，提供相关理论参考。主要研究结论如下：温度变化对自然生物膜的影响：与对照组相比，在温度变化过程中，自然生物膜中藻类极少，以细菌为主；在整个温度变化过程中自然生物膜脱氢酶活性始终在低水平波动。温度波动变化显著改变了其胞外聚合物中多糖含量，而其对蛋白质含量则无显著影则显著。温度的升高促进了自然生物膜微生物的活性进而促进其对碳源的利用率，尤其是对碳水化合物、羧酸类、多聚物类、酚酸类和胺类的影响，显著高于对照组；在此阶段其细菌群落结构变化显著，稳定性差，最低相似度仅为13.6%，低于对照组；随着温度的下降其微生物活性随之降低，对碳源的利用率也显著下降，但其群落结构多样性最低相似度为39%，可见在下降期，其群落结构更加稳定。CO₂浓度变化对自然生物膜的影响：与对照组相比，在CO₂浓度变化过程中，自然生物膜优势物种由藻类逐渐转变为细菌；其脱氢酶的活性保持相对稳定，且处于低水平状态；CO₂浓度波动变化显著改变了其胞外聚合物中蛋白质的含量，而其对多糖含量则无显著影响；CO₂浓度的升高促进了自然生物膜微生物的活性进而促进其对碳源的利用率；在此阶段其细菌群落结构变化显著，稳定性差，最低相似度仅为22.6%，低于对照组；而随着浓度的下降其微生物活性也随之降低，对碳源的利用率也显著下降，但其群落结构多样性最低相似度为44.9%，可见在下降期，其群落结构更加稳定。综上所述，温度、CO₂浓度对自然生物膜的影响极为相似；当温度、CO₂浓度升高到某一阈值（35℃、0.9%）后，自然生物膜的酶活性、EPS中的多糖和蛋白质含量与对照组相比均发生了显著性变化；无论温度还是CO₂浓度处理，自然生物膜群落结构的稳定性总是下降期高于上升期。