西北地中海溶解性有机质（DOM）多样性季节动态与分子组成特征及其对微生物碳泵的启示

本综述系统探讨了西北地中海溶解性有机质（DOM）的季节性变化规律，结合傅里叶变换离子回旋共振质谱（FT-ICR MS）技术揭示了夏季分层期DOM分子组成向顽固性（recalcitrant DOM, RDOM）转化的特征。研究发现DOM化学多样性夏季显著增强，且与微生物活动及光降解过程密切关联，为理解微生物碳泵（Microbial Carbon Pump, MCP）在碳封存中的作用提供了关键分子证据。

　　

研究地点与采样策略

MOLA观测站（微生物天文台阿拉戈实验室）位于西北地中海大陆架边缘（42°27′205?N – 03°32′565 E，水深550米，图S1）。该站点属于MOOSE网络（地中海环境海洋观测系统：https://www.moose-network.fr/）的一部分，自2003年起每月进行采样。

多项生化指标包括无机营养盐、叶绿素a（Chl a）和流式细胞分析均在此进行常规测定。

深层与表层DOM组成的比较

NMDS分析显示深层与表层样品间存在明显分离（图1，图S6）。表层样品展现出比500米样品更大的离散度，反映了混合层中DOM组成具有比深层水体更高的季节和年际变化性（参见第2节）。

在化学多样性方面，Gini-Simpson指数和Dist指数在表层样品中均高于深层样品（图2a, b）。深层和表层样品的分子式（MFs）数量相近，但深层样品的Pielou均匀度有所下降。

深层与表层DOM的对比

总体而言，我们的结果表明，在西北地中海，深层（500米）固相萃取DOM（SPE-DOM）降解程度更高、更顽固，但其多样性低于表层SPE-DOM。与地中海先前的研究结果（Martínez-Pérez et al., 2017）及其他海域（Li et al., 2019; Medeiros Patricia et al., 2015）一致，深层SPE-DOM更高的顽固性体现在其更高的芳香性、CRAM（羧基富集脂环族分子）比例以及碳原子数上。基于Gini-Simpson指数和Dist指数所评估的SPE-DOM多样性在表层更高，这与先前认为深层DOM多样性更高的研究（Hertkorn et al., 2006; Lechtenfeld et al., 2015; Li et al., 2019; Medeiros Patricia et al., 2015）形成对比。然而，表层DOM的高多样性在其他研究中也曾被报道（Osterholz et al., 2015），并且可能与表层水中持续输入的新鲜有机物以及活跃的生物和非生物转化过程有关。