湖泊是全球碳循环的重要节点。湖泊中有机碳的转化速度比土壤和海洋中的转化速度高1-2个数量级。湖水中有机碳的主要存在形式为溶解性有机质（DOM），其蕴含的有机碳（DOC）约占水体总有机碳的70%。因此，湖泊碳循环与DOM的迁移转化密切相关，并受DOM的组成特征控制。湖泊DOM的组成特征由流域输入、湖内产生和湖内转化三个过程调控，区域的气候条件、流域土地覆盖以及人类活动与水动力等均会影响以上三个过程，且影响途径是交互的。以往关于环境条件对湖泊DOM组成特征研究集中在局部区域，探讨少量几个因子的影响。而在大区域尺度上，这几类环境因素的相对重要性及交互作用尚不明确。近日，中国科学院南京地理与湖泊研究所等在《地球的未来》（Earth's Future）上，发表了题为Human Activity Coupled With Climate Change Strengthens the Role of Lakes as an Active Pipe of Dissolved Organic Matter的研究论文。该研究根据文献确定了气候、流域土地覆盖、人类活动、水动力对湖泊DOM的影响途径；采集了中国五大湖区182个具有明显气候和社会经济活动梯度的湖泊水样，分析了湖水中有色溶解性有机质（CDOM）的含量和性质；收集了表征气候、流域土地覆盖、人类活动、水动力、营养状态的18个环境因子数据；通过结构方程模型，厘清了在洲际尺度上各类环境因子的相对重要性及交互作用。该研究定量揭示了各类环境因子对DOM组成特征影响的相对重要性，明确了作用途径（直接作用和间接作用的强弱）。研究发现，土地覆盖（正比于森林、灌木、农田等植被茂密土地）和社会发展对湖泊CDOM的含量具有正向作用，且土地覆盖的作用略高于社会发展（0.47vs.0.35）；但两者对CDOM的性质作用相反，植被茂密的土地会增强湖泊中类腐殖质等较高腐殖性、高芳香性物质的信号，而社会发展增强类蛋白物质的信号。气候对CDOM含量具有两种强且相反的作用（0.59vs.-0.52）：温暖湿润的气候会增加土壤有机质的产生和输入从而提高湖泊CDOM的含量；温度的升高，利于CDOM在湖内的转化。这使得气候对CDOM含量总的影响效应较弱。此外，该研究提出了三个指标（比荧光强度、光照产物百分比和类酪氨酸百分比）用于指示经济活动、太阳辐射和转化时长对湖泊CDOM组成特征的影响。研究表明，在气候变化和人类活动的影响下，更多陆源产生和人为产生DOM进入湖泊中并在湖泊中转化速度加快；湖泊在陆地-水体碳的输移转化过程中将发挥重要作用。研究工作得到国家自然科学基金和南京地理所自主部署科研项目等的支持。论文链接 环境因子对湖泊DOM的影响途径及研究思路各类环境因子对湖泊CDOM含量（a）和性质（b）的影响途径和作用大小