在全球氣候變化背景下，青藏高原湖泊受氣候驅(qū)動(dòng)持續(xù)擴(kuò)張，淹沒湖岸植被引發(fā)大量植被分解，進(jìn)而釋放出廣泛的有機(jī)化合物。這一過程產(chǎn)生的大量溶解有機(jī)物（DOM），已成為威脅高山水生生態(tài)系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。本文以青海湖為研究區(qū)域，系統(tǒng)探究了草源DOM增加對(duì)水體氮磷比（N/P）及藻類生長(zhǎng)的影響機(jī)制，為評(píng)估氣候變化下高海拔水生生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
青海湖湖岸區(qū)的野外觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，水柱中N/P比值與藻類葉綠素a（Chl.a）含量呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，提示氮磷化學(xué)計(jì)量特征對(duì)藻類生長(zhǎng)具有關(guān)鍵調(diào)控作用。為厘清內(nèi)在機(jī)制，課題組開展的微觀實(shí)驗(yàn)證實(shí)，湖濱草類分解釋放的DOM以腐植酸和黃腐酸為主要組分，這類特定性質(zhì)的DOM會(huì)顯著改變沉積物的生物地球化學(xué)過程。
具體而言，草源DOM的輸入不僅增強(qiáng)了沉積物中磷（P）的釋放強(qiáng)度，還顯著提升了反硝化活性，直接導(dǎo)致沉積物間隙水中無機(jī)氮與可溶性活性磷（DIN/SRP）的比值大幅降低。這種間隙水化學(xué)計(jì)量特征的改變，進(jìn)一步通過物質(zhì)交換影響上覆水體環(huán)境，最終作用于絲藻等藻類的生長(zhǎng)過程。
高通量測(cè)序結(jié)果揭示了更深層的微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制：草源DOM顯著改變了沉積物微生物群落的組成結(jié)構(gòu)，其中反硝化細(xì)菌及溶磷細(xì)菌（如不動(dòng)桿菌、假單胞菌）的相對(duì)豐度提升尤為明顯。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，DOM組分與微生物群落存在復(fù)雜的互作關(guān)系，色氨酸樣（P2）、黃腐酸樣（P3）及微生物副產(chǎn)物（P4）等易生物降解的DOM組分，與上述功能微生物豐度的增加呈密切正相關(guān)，共同構(gòu)成了“DOM輸入—微生物響應(yīng)—元素循環(huán)改變—藻類生長(zhǎng)調(diào)控”的生態(tài)級(jí)聯(lián)效應(yīng)。
本研究闡明了氣候驅(qū)動(dòng)下草源DOM引發(fā)的系列生態(tài)連鎖反應(yīng)，揭示了DOM在高原湖泊氮磷循環(huán)與藻類生長(zhǎng)調(diào)控中的核心作用，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化下高海拔水生生態(tài)系統(tǒng)新出現(xiàn)的環(huán)境災(zāi)害提供了重要理論支撐與實(shí)踐參考。
原文鏈接：Nitrogen-phosphorus stoichiometry and?Cladophora?growth affected by grass-sourced dissolved organic matter in the littoral zone of the Qinghai Lake, China
