溶解有机碳(DOC)组分在水生生态系统中变化很大，在全球碳循环中起着关键作用。Tian et al. (2024)在Science of the Total Environment上发表论文“ Eutrophication constrains driving forces of dissolved organic carbon biodegradation in metropolitan lake systems ”，为了解营养物富集对水体DOC生物降解率(%BDOC)的潜在影响，文章对中国亚热带主要都市圈的26个城市湖泊进行了从中营养型到轻、中富营养化的小梯度调查。除了对湖泊环境条件进行实地测量和对DOC特征进行实验室分析外，研究还进行了为期28 天的温控培养实验，测定了湖泊水域的%BDOC。
结果表明，在中营养水域，%BDOC 的范围为0.6%到 41.4%（11.2 ± 8.9%），在轻度富营养化水域中，BDOC含量从5.2%到20.2%（10.7 ± 4.0%）不等；在中度富营养化水域中，BDOC 含量从 2.7% 到 35.0%（13.7 ± 8.4%）不等。研究发现整个研究湖泊的DOC化学成分发生了显著变化，其特征是营养级的移动。尽管实验发现影响%BDOC的因素发生了显著变化，但三个营养级之间的%BDOC并无明显差异。BDOC%主要受DOC固有浓度和芳香度的影响，富营养化是湖泊系统中BDOC%的驱动因素。发现大部分湖泊水体DOC是稳定的。研究结果表明，城市湖泊生态系统中的生物新陈代谢和养分供应之间存在着错综复杂的相互作用，制约着%BDOC的动态变化。
本研究的具体目标是:(1)确定不同富营养化水平下湖泊DOC浓度和组成的差异；(2)分析DOC的特征以及影响%BDOC的水化学和DOC光学参数的驱动因素；(3)量化DOM参数对营养状态指数(TSI)的相对影响。
图2 初始DOC和BDOC (M:中营养型；LE:轻度富营养化；ME:中富营养化。不同字母表示差异显著，p < 0.05。
图3 降解前后有机成分的荧光强度。(不同字母表示差异显著，p < 0.05。）
图4 0d和28d时的紫外参数和荧光参数。图(a)为0d时的荧光紫外参数，图(b)为28d时的荧光紫外参数。
图5 BDOC与紫外和荧光参数的相关性图。(a):中营养型；(b):轻度富营养化；(c):中富营养化；(d):所有湖泊。
图6 TSI和BDOC的预测因子。(a): BDOC；(b): TSI。扇形面积表示各因素在所有因素中重要性比例。
图7 最小二乘路径建模(PLS-PM)结果(红线表示正路径强度，蓝线表示负路径强度。蓝色或红色线上的数字表示路径系数）。
研究调查了26个亚热带城市湖泊中溶解有机碳的生物降解情况，这些湖泊被划分为中营养湖泊和轻-中富营养湖泊。研究结果表明，在培养过程中，所有有机成分的变化均无明显差异。这些研究结果进一步强调了湖泊生态系统中%BDOC含量的一致性和稳定性，并认为应该对从低营养到高营养的不同营养水平的湖泊进行研究。总体而言，城市湖泊水体中的%BDOC含量主要受SUVA254和DOC浓度的影响。进一步研究的目标应该是深入研究有机物的结构组成，并调查营养程度更高的湖泊，重点研究DOM的结构如何影响生物降解过程。这种综合方法将有助于更深入地了解驱动城市湖泊生态系统DOC动态变化的内在机制。
Tian, X., Liu, M., Li, Z., Gao, X., Yang, R., Ni, M., Xu, Y. J., Wang, Y., Ye, C., Yuan, D., & Li, S. (2024). Eutrophication constrains driving forces of dissolved organic carbon biodegradation in metropolitan lake systems. Science of The Total Environment, 953, 176177.
编辑：杨凡艳
