内陆水体溶解性有机碳分解的广泛正激发效应：碳循环的新认知

《Water Research》：Widespread positive priming of dissolved organic carbon decomposition in inland waters

本研究发现内陆水体普遍存在溶解性有机质（DOM）的正激发效应（PE），通过13C示踪技术证实湿地因高芳香性DOM和特殊微生物群落（如Patescibacteria）成为PE热点，为全球变化下内陆水域碳通量预测提供了新机制视角。

　　

Highlight

我们的研究结果强调，原生DOM的激发分解是内陆水域碳排放的一个普遍但未被充分重视的驱动因素，表明在全球变化背景下预测内陆水域碳动态时应考虑这一过程。

Positive priming of native DOM: a widespread phenomenon in inland waters

与我们的第一个假设一致，我们的研究表明内陆水域普遍存在原生DOM的正激发效应（PE）。这一发现与先前基于同位素的研究报告相符，但与报告其不存在的既往荟萃分析形成对比（Bengtsson等，2018）。这种明显的差异主要源于PE量化的方法学差异：先前的荟萃分析（例如Sanches等，2021；Bengtsson等，2018；图1d-e）主要依赖于溶解性有机碳（DOC）降解模型，这些模型通过构建总DOC降解（包括原生DOC和添加的激发剂）与激发剂浓度之间的回归来估计PE，从而提供生态系统尺度的总DOC收支见解。相比之下，我们的同位素示踪方法专门设计用于追踪原生（而非总）DOM的降解，揭示了微生物对原生DOM的激发分解。我们的研究结果与最近使用同位素示踪的淡水研究一致，这些研究也报告了显著的正PE（例如Laffet等，2023；Bernard等，2022），表明当使用适当的工具时，正DOM PE是内陆水域的常见现象。

Conclusions

总之，通过使用¹³C-葡萄糖添加培养实验并结合¹³C-CO₂测量，我们研究了不同水体（包括具有不同营养水平、DOM组成和微生物群落结构的河流、湖泊/水库和湿地）中原生DOM激发分解的模式和机制。我们的研究表明，正DOM PE发生在70%的研究水体中，从而更新了关于其在内陆水域普遍性的看法。湿地水体表现出最强的PE，这归因于其高DOM芳香性和独特的微生物群落（特别是Patescibacteria的丰度较高），这些微生物编码大量能够降解易分解和难分解底物的糖苷水解酶。我们的发现强调了原生DOM的激发分解是内陆水域碳排放的一个普遍但未被充分重视的驱动因素，表明在全球变化背景下预测内陆水域碳动态时应考虑这一过程。