盐度与溶解有机碳的拮抗效应对高原盐湖N2O不同生成途径的影响及其气候意义

针对气候变化下盐湖 salinity（盐度）与DOC（溶解有机碳）变化对N2O（氧化亚氮）生成途径的影响机制不明问题，研究者通过15N同位素标记和功能基因定量技术，揭示盐度抑制硝化/反硝化而DOC缓解该效应的规律，发现硝化贡献率高达91.73%，为全球温室气体清单修订提供关键数据。

　　

在全球气候变化背景下，青藏高原盐湖正经历着快速淡化和有机碳富集的双重挑战。这些看似微小的变化，却可能通过复杂的微生物代谢途径，显著影响强效温室气体氧化亚氮（N₂O）的排放。N₂O的全球增温潜势是二氧化碳（CO₂）的298倍，而占全球湖面仅23%的盐湖，其N₂O排放贡献长期被低估。更棘手的是，盐度下降和有机碳输入如何改变N₂O的硝化与反硝化生成路径，至今仍是悬而未决的科学难题。

为破解这一谜题，中国科学院青海盐湖研究所等机构的研究团队在《Water Research》发表重要成果。他们采用¹⁵N同位素双标记（NH₄¹⁵NO₃和¹⁵NH₄NO₃）、功能基因定量（如nir/nos基因比）和结构方程模型，对青藏高原0.7-149.3 g/L盐度梯度的湖泊表层沉积物展开系统研究。

主要技术方法
研究选取青藏高原东北部快速淡化的盐湖群，采集表层沉积物样本测定NH₄⁺-N、NO₃^--N等参数。通过¹⁵N标记区分硝化与反硝化贡献，结合qPCR量化功能基因，利用SEM模型解析环境因子交互作用。

研究结果

Nitrification represents a significant N₂O production pathway in saline lake habitats
数据颠覆传统认知：盐湖沉积物中硝化平均贡献43.51%的N₂O通量，在高盐生境（>35 g/L）更达91.73%。与淡水系统相比，QTP盐湖N₂O产率高出1-2个数量级，证实其作为"热点"的突出地位。

Geochemistry characteristics
盐度梯度（0.7-149.3 g/L）覆盖淡水至超盐湖，pH 7.31-8.70的碱性环境更利于硝化菌活性。DOC含量与盐度呈显著负相关，为后续拮抗效应分析奠定基础。

Conclusions
研究揭示盐度与DOC的拮抗机制：低盐系统（<35 g/L）中盐度主要抑制反硝化，而高盐系统（>35 g/L）通过DOC介导的微生物群落重构（如nir/nos比变化）同时激活反硝化与异养硝化。气候驱动的淡化和碳输入正协同加剧盐湖N₂O排放。

重要意义
该研究首次量化盐湖硝化对N₂O的贡献，揭示DOC缓解盐度抑制的生态机制。成果为寒区水文扰动敏感性的评估提供理论依据，强调全球温室气体清单必须纳入盐湖特异性N₂O源分配。作者Xiaoxi Sun等提出的"盐度-DOC拮抗模型"，对预测气候变暖下内陆水体温室气体排放具有里程碑意义。