我校史小红教授团队在国际知名杂志《Water Research》

发表关于盐碱化调节寒旱区季节性冰盖湖泊溶解有机质的归趋过程的重要成果

近日，以我校为第一完成单位，水利与土木建筑工程学院博士生王世欢为第一作者，水利与土木建筑工程学院史小红教授为唯一通讯作者完成的研究成果“盐碱化调节寒旱区季节性冰盖湖泊溶解有机质的归趋：物理分馏与微生物转化的耦合”（Salinity regulates the fate of dissolved organic matter in ice-covered lakes: coupling physical fractionation with microbial transformation）发表在环境科学与生态学领域一区Top期刊《Water Research》上，该研究得到国家自然科学基金重点项目（U2443225）的资助和支持。

本研究立足于在全球变化的背景下，寒旱区湖泊正经历快速的盐度升高过程，这深刻改变了湖泊的物理、化学和生物过程。季节性冰封是这类湖泊的显著特征，冰层不仅改变了湖泊的能量平衡和物质交换，其形成过程中的物理分馏效应（physical fractionation）也会影响水体中污染物的分布。本文的核心结论揭示了盐度在寒旱区冰封湖泊DOM生物地球化学过程中的主导作用，并阐明了物理与生物过程的耦合机制。研究通过“空间换时间”的思路，巧妙地利用了沿地理梯度分布、具有显著盐度差异的四个湖泊作为天然实验室，从而有效地解析了盐度这一关键变量的影响。创新性的建立“物理环境-微生物-DOM组分”的综合分析框架，首次系统阐明了盐度在调控冰封期湖泊DOM迁移转化中的关键作用。

研究结果表明，盐度是控制冰封湖泊DOM组成与分异的核心环境梯度。低盐湖泊DOM表现出更高的芳香性与腐殖化程度，而高盐湖泊则以内源、低分子量组分为主。冰冻分异作为普适性物理过程，在所有湖泊中均导致冰体富集蛋白质类小分子物质，但其分异效率受到盐度的显著调控。

                          图 1 不同湖泊水体、冰体环境因子对DOM浓度（DOM1）、组成（DOM3）、来源（DOM2）和分子特征（DOM4）的影响

盐度通过改变冰的微观物理结构（如形成卤水通道）和筛选微生物群落，重塑了冰层的生物地球化学功能。高盐度条件下，冰层独特的物理生境孕育了以变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）等为主的优势菌群。这些微生物群落能够选择性地利用和转化冰中的特定DOM组分（如类酪氨酸物质），从而主动调控冰内DOM的最终组成，形成一个 “物理分馏塑造DOM组分 — DOM组分选择微生物 — 微生物反馈并转化DOM”的闭环。

                                                                      图 2 盐碱化调节下寒旱区冰盖湖泊溶解有机质的归趋过程图