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为探究岩溶湖泊中有机碳稳定机制及溶解有机物（DOM）降解途径，研究人员以九寨沟岩溶湖泊为对象，开展光、微生物单独及联合处理的实验。结果表明微生物活动主导 DOM 降解，光化学过程影响较小。该研究有助于理解岩溶生态系统碳循环。
在神秘的大自然中，湖泊就像一个个生态宝藏，蕴含着无数的奥秘。其中，岩溶湖泊不仅是重要的无机碳汇，近年来还被发现是有机碳的稳定储存库。溶解有机物（DOM）作为湖泊生态系统中碳的关键存在形式，在全球碳循环、营养物质运输以及水生食物网的正常运转中，都发挥着举足轻重的作用。它就像生态系统中的 “隐形推手”，推动着各种物质和能量的流动。
然而，目前关于岩溶湖泊中有机碳稳定的机制，科学家们了解得还十分有限。尤其是 DOM 通过光化学和微生物途径降解，进而塑造其组成和稳定性的过程，仍然迷雾重重。此前，虽然对水、藻类和土壤来源的 DOM 降解研究较多，但对于沉积物来源的 DOM，光化学和生物过程单独及联合作用的研究却存在明显空白。而在全球气候变化和人类活动不断干扰的大背景下，深入了解这些过程对于全面认识 DOM 在水生系统中的作用至关重要。这不仅关乎湖泊生态系统的健康，更与全球碳循环的稳定密切相关。为了揭开这些谜团，研究人员踏上了探索之旅。
来自未知研究机构的研究人员，将目光聚焦在九寨沟的岩溶湖泊 —— 五花湖。五花湖有着发育良好的地下水系统，是典型的岩溶湖泊代表。研究人员开展了一项为期 30 天的孵化实验，对来自湖水和沉积物浸出液的 DOM 进行研究。他们设置了三种不同的处理方式：仅光照处理、仅微生物活动处理，以及光照和微生物活动联合处理。研究人员综合运用荧光光谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）以及微生物高通量测序等技术，深入探究光化学和微生物过程在 DOM 降解过程中，对其性质变化的影响。该研究成果发表在《Environmental Research》上，为相关领域的研究提供了重要的参考。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是荧光光谱技术，它能够通过检测 DOM 的荧光特性，来分析其组成和结构的变化；二是傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR-MS）技术，这种技术可以精确测定 DOM 的分子组成，帮助研究人员深入了解 DOM 在降解过程中的分子变化；三是微生物高通量测序技术，该技术能够快速测定微生物群落的组成和多样性，从而探究微生物在 DOM 降解中的作用。研究人员通过采集五花湖湖水和表层沉积物样本，对不同处理组的样本进行上述技术分析，进而得出研究结论。
DOC 浓度和光谱特征
在 30 天的孵化期内，DOC 浓度变化曲线较为独特。起初，它略有下降，而后在接近实验尾声时又有所上升，这很可能是由于孵化期间的蒸发作用导致的。而 DOM 的光学性质则出现了显著变化。实验开始时（第 0 天），沉积物浸出液衍生组（SLI、SLU 和 SDI）在 254nm 处的特定紫外吸收（SUVA254）明显高于湖水衍生组（WLI、WLU 和 WDI）。但到了第 1 天，SUVA254……（此处原文未完整阐述第 1 天 SUVA254的变化情况，需补充完整数据才能准确归纳结论）
DOM 的光化学和生化转化效应
在分解初期，来自湖水的 DOC 分解速度比沉积物来源的 DOC 慢，这表明湖水组的 DOM 稳定性更强。这一结论也得到了湖水组中更高的 MLBWR、CRAMW和 IOSW值的支持。这种稳定性可能源于地表水 DOM 长期的光生物降解，使得更稳定的分子结构得以保留。此外，湖水组较高的 SUVA254和 HIX 值也……（此处原文未完整阐述这些值的作用，需补充完整信息才能准确归纳结论）
研究结论
研究发现，在岩溶湖泊生态系统中，DOM 的组成和化学特征受到光化学和微生物降解过程的双重影响。虽然光化学过程确实会引起 DOM 性质的改变，但在光生物条件下，微生物活动才是 DOM 降解的主导因素。光化学过程主要是将芳香族化合物分解为脂肪族产物，这使得 DOM 的化学多样性显著降低。与之相反，微生物更倾向于利用低 O/C 和高 H/C 比的分子进行降解。值得注意的是，含氮和硫的 DOM 表现出更高的生物反应性，而 CHO 化合物则更有可能成为难降解 DOM 库的一部分。另外，高分子量的 DOM 会限制微生物的多样性，而高 O/C 比的 DOM 则有助于形成更复杂的微生物网络。
研究讨论
这项研究成果意义重大。它首次清晰地揭示了岩溶湖泊中 DOM 降解的主导过程，为理解岩溶生态系统中的碳循环提供了关键依据。通过明确微生物和光化学过程在 DOM 降解中的不同作用，有助于科学家们更准确地评估岩溶湖泊在全球碳循环中的贡献。此外，研究还发现了不同类型 DOM 与微生物之间的相互关系，这对于进一步研究湖泊生态系统的稳定性和功能具有重要的指导意义。未来，研究人员可以基于这些发现，深入探究在不同环境条件下，岩溶湖泊 DOM 降解过程的变化，以及如何更好地保护和管理这些重要的碳汇资源。
