溶解性有机质的生境倾向性:定量、分布和预测
溶解性有机质是水生生态系统中最大的活性碳库之一,其在不同生境之间的迁移影响有机碳的周转和储存。然而,由于溶解性有机质的分子组成复杂多样,单个分子是否会在特定生境中优先富集,以及这种生境倾向性如何受分子性状和环境变化的影响,目前仍缺乏有效的量化框架。基于此,该研究开发了一种定量溶解性有机质生境倾向性的新指数(iHaf),用以衡量有机碳分子在不同生境间的富集方向和富集程度,表征分子跨生境交换潜力。
该研究以河流为例,基于全球93条河流的273个水体和269个沉积物样品,揭示了河流溶解性有机质在上覆水和沉积物间的生境倾向性特征及其与分子性状和环境变化的关联。研究表明,约65%的溶解性有机质分子在水体和沉积物间没有明显的倾向性,这些分子具有较高的跨生境交换潜力,且更容易被微生物分解。溶解性有机质的生境倾向性与其分子性状有关,水体中溶解性有机质的生境倾向性随分子量和难降解性的降低而减弱;沉积物中则随分子热力学稳定性的降低而减弱。升温和人类活动增强均显著降低溶解性有机质的生境倾向性,促进有机质分子在水体和沉积物之间的交换。
该研究量化了溶解性有机质的生境倾向性,揭示了分子性状和环境特征对有机质分子跨生境交换的调控机制,有助于理解全球变化背景下有机碳的迁移及周转。
研究成果近期发表于Global Change Biology,得到了国家自然科学基金等资助,是中国科学院南京地理与湖泊研究所联合美国太平洋西北国家实验室合作完成。
文章信息:Cui, Y., Hu, A., James C. Stegen, Wang, J.* (2026). Habitat affinity of riverine dissolved organic matter linked to molecular traits. Global Change Biology. 32, e70736.
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.70736

图1. 溶解性有机质分子的生境倾向性

图2. 溶解性有机质生境倾向性与分子性状的关联
