《Organic Geochemistry》：Synergistic effects of anthropogenic and climatic factors on seasonal organic matter settling flux dynamics: lipid biomarker evidence from a shallow eutrophic lake
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•全年沉积物捕集器揭示了浅水富营养化城市湖泊中季节性颗粒通量动力学。•脂类生物标志物表明浮游植物是主要的有机质来源。•废水和气候因素协同驱动浮游植物的季节性变化。•方差分解量化了多源环境胁迫因子之间的复杂耦合。引言湖泊作为环境变化的自然档案，沉积有机质（OM）记录了多种人为和
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全年沉积物捕集器揭示了浅水富营养化城市湖泊中季节性颗粒通量动力学。
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脂类生物标志物表明浮游植物是主要的有机质来源。
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废水和气候因素协同驱动浮游植物的季节性变化。
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方差分解量化了多源环境胁迫因子之间的复杂耦合。
引言
湖泊作为环境变化的自然档案，沉积有机质（OM）记录了多种人为和气候胁迫因子的综合影响（Meyers, 2003; Loewen, 2023）。有机质从水柱沉降到底泥是连接湖泊生产力和外源输入与沉积记录的关键过程，但它受到包括人为影响、气候变量和生物活动在内因素的复杂相互作用调节（Zhan et al., 2024; Zhao et al., 2025）。浮游植物是原生有机质的主要贡献者，也是水生环境中至关重要的生物指标，因为它们的生产力和群落动态反映了湖泊的生态状态，并最终被归档在沉积有机质中（Meyers and Ishiwatari, 1993; Vallina et al., 2017）。人为营养盐输入通常刺激浮游植物生产，但随后有机质的沉降和保存可进一步受到气候驱动的温度、降水和极端天气变化的影响（Yang et al., 2011; Huang et al., 2020; Razum et al., 2021）。以往研究表明，仅控制外部营养盐对缓解藻华的效果有限，因为底泥中内部营养盐的释放以及气候变暖和极端天气的促进作用发挥了重要作用，这突显了需要考虑气候和其他环境因素影响的重要性（Yang et al., 2016; Qin et al., 2021）。然而，从自然档案中破译这些因素的重要性和相互作用需要一种代理系统，该系统能够追踪原生和外源来源的有机质，以及其从水柱生产到沉降并在底泥中潜在改变的命运。
浅水湖泊由于其高面积 - 体积比和短水力停留时间，对气候和人为压力特别脆弱，从而表现出对环境变化的高度敏感性（Janssen et al., 2014; Lin et al., 2021）。在人类活动密集的区域，浅水湖泊受到城市排放、农业径流和土地利用变化的强烈影响（Lin et al., 2021）。这些影响引入了外源有机质和营养盐，改变了沉降颗粒的数量和质量，并可能覆盖原生信号（Yang et al., 2016）。此外，如浮游动物摄食等生物因素通过将浮游植物衍生物质重新包装成快速沉降的粪便颗粒来影响有机质输出，从而影响通量和组成（Sarnelle, 1999）。然而，这些环境因素的影响往往是相互依存的，它们的信号可能在沉降和早期成岩过程中的降解作用下进一步被改变，使得从沉积档案中重建主要驱动因素变得复杂（Meyers and Ishiwatari, 1993; Woszczyk et al., 2021）。研究这些复杂的相互作用对于推进我们理解气候和人为影响如何被编码在沉积有机质记录中至关重要，并为解释湖泊中基于生物标志物的重建提供科学依据。
脂类生物标志物因其来源特异性及其在沉积档案中的保存而广泛用于作为水生环境中有机质来源的指标（Bianchi and Canuel, 2011）。因此，它们已被广泛用于重建湖泊和海洋环境中的浮游植物生产力（Casta?eda and Schouten, 2011; Wu et al., 2016; Zhang et al., 2016; Bi et al., 2018）。然而，生物标志物信号的解读需要理解不仅它们的来源，还包括它们在运输和早期成岩过程中的改变，因为差异性降解可能会使来源分配和生产力估计产生偏差。许多研究依赖于从水柱中离散时间点收集的悬浮颗粒物，这只能提供有机质组成的瞬时快照，可能会错过重要的时间动态（Wu et al., 2016; Bi et al., 2018; Huang et al., 2020）。相比之下，沉积物捕集器收集长时间内自然沉降的颗粒，捕获了从透光层到底泥 - 水界面的有机质综合通量。这种方法能够获取连续的时间序列数据和估算沉降通量，提供了关于有机质来源、季节动态和早期成岩转换更准确和全面的视图。通过在颗粒到达底泥并发生更广泛降解之前捕获它们，沉积物捕集器提供了一个独特的窗口，用于了解控制有机质从生产到埋藏转移的过程。
本研究旨在：（1）量化富营养化湖泊中有机质来源和通量的季节性变化；（2）理清环境参数对有机质通量的耦合影响。为了实现这些目标，我们展示了从 2014 年 7 月到 2015 年 6 月由沉积物捕集器收集的沉降颗粒的月度数据集，这捕获了水柱中有机质的综合通量。通过结合这一时间序列与多元统计分析，本工作将推进我们机械地理解多源胁迫因子如何相互作用控制有机质向沉积档案的季节性通量。
章节摘要
研究区域与样品采集
流花湖是一个位于中国南方珠江三角洲地区广州市的浅水富营养化城市湖泊，该地区是全国经济最发达和人口最稠密的地区之一。该湖平均水深 1.57 米，最大深度 2.27 米，湖泊面积 0.33 平方公里，流域面积约 10 平方公里。由于其流域内密集的人为活动，流花湖接收大量废水输入，这导致了
沉降颗粒特征
流花湖沉降颗粒的有机质和营养盐如图 2 所示。干季（10 月至 3 月）的总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）含量高于湿季（7 月至 9 月和 4 月至 6 月），这与之前报道的叶绿素 -a 浓度一致（表 S1）（Huang, 2018）。C/N 比表现出季节性变化，湿季（平均值：10.1）高于干季（平均值：9.25）。δ15N 值范围为 6.87‰至 11.9‰，通常较高
有机质来源与沉降通量变化
沉降颗粒的 C/N 比（平均 9.69，图 2）处于浮游植物来源有机质的典型范围（4-10）内，且远低于陆地植物特征值（>20）（Meyers, 1997）。这表明主要是原生来源，可能伴有少量外源来源的贡献。δ15N 值显示出明显的季节性模式，干季（平均值：10.4‰）高于湿季（平均值：8.19‰）（图 2）。类似的季节性模式已经
结论
使用沉积物捕集器在流花湖收集了一年期的沉降颗粒，并分析了一系列有机地球化学指标以研究有机质（OM）的通量和来源。结果揭示了多个参数通量的明显季节差异，通常在湿季（4 月至 9 月）观察到较高值。沉降颗粒中的有机质主要来源于浮游植物，浮游植物来源有机质的通量
CRediT 作者贡献声明
Rupin Zhang: 写作 – 初稿，方法论，调查，形式分析。Yu Yang: 调查。Yong Ran: 写作 – 审阅与编辑，监督，项目管理，资金获取，概念化。
利益冲突声明
作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本论文报告的工作。
致谢
作者衷心感谢匿名审稿人的宝贵时间、全面评估和建设性意见，这些意见大大加强了本手稿。本研究由国家自然科学基金（42177399）资助，广东省科技计划项目的两个项目（编号 2023B1212060049，编号 2019B121205006），国家重点实验室专项基金的一个项目（SKLOG2020-3）以及一个
Rupin Zhang|Yu Yang|Yong Ran
