火地岛浅水水体溶解有机质(DOM)年际变化揭示南极圈降水-碳循环耦合机制

这篇研究揭示了南极圈火地岛浅水湖泊和海狸池塘中溶解有机质(DOM)的年际变化规律。通过对比2021-2022年两个连续南极冬季后的DOM特征，发现降水差异显著影响DOM数量(DOC浓度)和质量(SUVA、HIX等光谱指标)，证实了冬季气候条件通过陆地输入(allochthonous)途径塑造亚南极水生系统碳循环的关键机制。

　　

Highlight

这项研究揭示了南极冬季降水模式对火地岛浅水水体溶解有机质(DOM)动态的关键影响。通过对比2021-2022年两个连续南极冬季后的DOM特征，我们发现降水差异会显著改变DOM的数量和质量特征，为理解亚南极地区水生系统碳循环提供了新见解。

Discussion

本研究表明，南极冬季降水状况可能显著影响次年春季浅水水体中DOM的特性。2021年采样前四周的累积降水量高于2022年，这导致浅水湖泊和海狸池塘中DOM数量和质量发生明显变化。与先前研究一致，我们发现降水增加会促进陆地来源(allochthonous)DOM的输入。

溶解有机碳(DOC)浓度在降水较少的2022年反而更高，这可能与降水减少导致的浓缩效应有关。有趣的是，浅水湖泊和海狸池塘表现出不同的响应模式：基于吸光度的指标(水色、SUVA₂₅₄和光谱斜率)显示2022年浅水湖泊中DOM分子尺寸略有增加；而荧光指数(HIX和BIX)则表明2021年DOM腐殖化程度更高但腐殖质成分较少，这揭示了陆地DOM迁移的复杂模式。

这些发现强调了降水模式和径流在塑造亚南极水生系统DOM动态中的重要性，其中周围土壤和植被的贡献尤为关键。特别是在气候变化的背景下，冬季降水变化可能通过改变DOM输入途径，进而影响整个水生生态系统的碳循环过程。

Conclusions

我们的研究发现，在经历了2022年条件后，浅水湖泊和海狸池塘中DOM数量(DOC水平)均有所增加。这项研究揭示了南极冬季后DOM特性的年际变化规律。DOC浓度在2022年更高，这与降水量增加的趋势不符，表明降雨可能促进了外来物质的迁移。DOM质量的变化则通过吸光度和荧光指标得以体现，这些变化反映了陆地DOM输入的复杂动态。这些发现为理解气候变化背景下亚南极水生系统的碳循环机制提供了重要依据。