碳酸盐岩风化碳汇稳定性研究取得新进展
喀斯特水体的生物碳泵(BCP)因其对全球遗失碳汇的重要贡献而备受关注，研究发现BCP产生的内源溶解有机质(Auto-DOM)的稳定性的研究可能是寻找遗失碳汇的关键所在，而关于水生生态系统中溶解性有机质的来源及浮游细菌消耗策略的研究尚未系统开展，同时喀斯特水生态系统中是否存在与海洋相似的难溶性有机物(RDOM)值得进一步探索。
针对以上科学问题，中国科学院地球化学研究所刘再华研究员领导的喀斯特水-碳循环研究小组，通过对贵州普定沙湾喀斯特水-碳循环模拟实验场不同土地利用方式下的荧光溶解有机质(CDOM)的时空变化以及CDOM与浮游细菌群落相互作用的研究，发现荧光组分C2作为浮游细菌矿化后的内源溶解有机质是喀斯特水生态系统中重要的有机质来源，且具备RDOM的部分特征(图1)，具体表现为：
1、内源有机质在水体中贡献的季节变化较显著，通过计算所得的内源溶解有机质的稳定率(Fmax(C2/(C1+C2))在冬季可达89.6±6.71%，在春季仍达到64.1±7.19%，而夏季和秋季则相对较低。
2、共线性网络分析表明，浮游细菌群落受不同荧光类型的CDOM调控，其中C1(新鲜Auto-DOM)、C3(传统陆源溶解有机质 (Allo-DOM))和C4(细菌矿化的Allo-DOM)与常见的和有机质降解相关的浮游细菌聚类在一个模块中，C2则聚类在另一个紧密结合的模块中，揭示了C2特定的微生物利用策略。
3、喀斯特水生态系统中一些重要的浮游细菌和功能基因(包括化能异养型菌和光合相关细菌)也受到高Ca2+和高DIC浓度的影响。
上述结果表明，喀斯特生态系统中内源溶解有机质可能与外源溶解有机质一样是重要的碳汇，但前者因其容易被浮游细菌首先矿化的传统观而被忽视。
图1 内外源有机质的稳定性特征及喀斯特水生生态系统中RDOM的形成过程
该研究得到了国家自然科学基金项目(42130501、42141008、42177248、42072278、41921004)、中国科学院战略重点研究项目(XDB40020000)等项目的资助。相关研究结果发表在环境科学与水资源领域顶级期刊Water Research上。
（刘再华课题组/供稿）