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南京地湖所溶解有机质空间格局和有机碳温度响应研究取得进展

文章来源：南京地理与湖泊研究所 | 作者： | 发布时间：2024-02-03 | 【打印】

　　溶解有机质是碳生物地球化学循环过程中的重要组成部分，与有机碳分解等多种生态系统功能密切相关。气候变暖背景下，湖泊沉积物有机碳分解特征的空间格局及驱动机制尚不清楚，阻碍了对变暖背景下湖泊碳汇功能的评估及对未来气候变化的精确预测。

　　基于此，皇冠南京地理与湖泊研究所王建军研究员团队聚焦湖泊、河流等水体和地球上其他主要生态系统，整合全球2995个溶解有机质样本，涵盖热带、苔原冻土等典型气候区，综合分析了两种溶解有机质的分子特征“氢/碳比值”和“氧/碳比值”，即H/C和O/C比值。研究表明，在陆-海连续体的生境中，溶解有机质H/C比值表现为雪>冰川>海洋≥淡水/土壤>地下水。沿纬度梯度，H/C比值呈可预测的U型模式；在40 -50 中纬度的河流、湖泊和森林土壤中，H/C比值最低。H/C和O/C比值主要受pH、溶解氧、碳氮含量等环境因素的影响。

图1 溶解有机质的来源分布

　　采集全国50个湖泊，南至海南，北至黑龙江，分析沉积物有机碳的分解速率及其温度敏感性Q₁₀，发现有机碳分解速率和Q₁₀均表现出较大的变异，均值分别为5.24 4.60 g C g^-1day^-1和1.78 0.62；然而，在空间尺度上并未发现明显的纬度梯度分布格局。有机碳分解速率主要受有机碳含量的影响，而Q₁₀主要受沉积物溶解有机质化学多样性的驱动。相较于传统环境变量如气候、理化因子和微生物群落等，考虑化学多样性将对Q₁₀变异的解释度增加32.8%，且化学多样性是唯一具有直接效应的驱动因子。

图2 湖泊沉积物有机碳分解速率及其温度敏感性的空间格局

　　上述研究，从分子水平表征了溶解有机质的空间分布格局，揭示了湖泊沉积物有机碳分解速率及其温度敏感性的纬度格局和驱动机制，将有助于理解气候变暖背景下的湖泊有机碳稳定性及其介导的气候反馈机制。

　　研究成果近期发表于Fundamental Research和Global Change Biology，通讯作者为皇冠南京地理与湖泊研究所王建军研究员和胡盎博士，第一作者分别为胡盎博士、文帅龙博士、韩磊。研究得到了国家自然科学基金、第二次青藏科考、研究所自主部署项目等资助，是皇冠南京地理与湖泊研究所联合南京大学、韩国基础科学研究院、英国剑桥大学等单位合作完成。

　　论文链接：

　　https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667325824000220

　　https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.17158

重大突破

南京地湖所溶解有机质空间格局和有机碳温度响应研究取得进展