高山河流、湖泊系统是对全球气候变化的高度敏感区域，也是碳循环的重要组成部分。溶解性有机物（DOM）是水生生态系统中最大的碳库之一，其来源和组成直接决定其生物和光化学反应活性。水生生态系统中DOM的组成受到自然过程和人为活动的强烈影响，并表现出高度的空间异质性。在区域或流域范围内，气候和水文特征、湖泊营养水平和水力停留时间、以及流域土地利用的变化均会影响DOM组成。在土壤贫瘠、人类干扰较弱的高山水生生态系统中，内源DOM的产生和水力流通性则可能对溶解性有机碳（DOC）浓度和DOM组成产生更大影响。DOM在河流-湖泊水文连续体的迁移过程中也伴随着组成的转化。此外，高原冰川、冻土融化等也将改变DOM的来源与组成。然而，由于高原位置偏远且异质性高，对DOM在高寒地区河流-湖泊水文连续体中来源和转化的过程认识相对有限。 

　　鉴于此，为厘清高山河流-湖泊连续体中DOM组成对水力流通性及水文过程的响应程度，本研究以西藏最大高原湖泊—色林错流域河流-湖泊连续体作为研究对象（图1），运用超高分辨率质谱法（FT-ICR MS）和吸收荧光光谱法检测DOM组成变化，采用稳定水同位素（δ²H-H₂O和δ¹⁸O-H₂O）表征水文因素变化，并分析DOM组成对水文过程的响应特征。同时对比了冰川融水对河流和湖泊DOM组成的影响。 

　　研究结果发现，稳定水同位素的变化能很好地表征河流-湖泊水文流通性，且与湖泊年蒸发量和水力滞留时间呈显著正相关（图1）。沿着河流-湖泊连续体DOC浓度增加，而DOM芳香性显著减小。相对于河流，下游湖泊中的多酚、稠环芳烃族化合物和类腐殖质物质占比较低，但脂肪族和类蛋白质物质占比增加。稳定水同位素δ²H-H₂O与DOM芳香性显著负相关而与类蛋白质组分呈显著正相关（图2），表明随着水力滞留时间和蒸发强度的增加，内源DOM比例显著增加，而光降解等过程致使DOM芳香性下降。冰川融水导致上游溪流中脂肪族和类蛋白质物质占比提高，而在冰川补给的湖泊中发现芳香族和类腐殖质DOM的比例较下游湖泊高（图3）。这是由于河流水力滞留时间较短对流域环境条件变化的响应更加敏感，如冰川融水和集水区植被丰度等，而湖泊则更多地受到湖内蒸发、内源DOM产生等过程的影响（图4）。本研究揭示了高原河流-湖泊连续体DOM组成对水文过程的定量响应关系，为预测气候变化对高原水生生态系统碳循环影响提供理论依据。 

　　相关研究成果以“Hydrological controls on dissolved organic matter composition throughout the aquatic continuum of the watershed of Selin Co, the largest lake on the Tibetan Plateau”为题，发表在Environmental Science & Technology上。文章通讯作者是中科院南京地理与湖泊研究所张运林研究员和中科院南京土壤研究所特别研究助理周蕾，第一作者为周蕾。该研究工作得到第二次青藏科考项目、国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目联合资助。 

　　文章链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.2c08257 

图1 色林错流域稳定水同位素的特征(a)；湖泊稳定水同位素与年蒸发损失（b）、水力滞留时间（c）的关系 

图2 流域稳定水同位素δ²H-H₂O与DOC浓度（a）、SUVA₂₅₄（b）、S_275-295（c）、类腐殖质组分占比（d）、类酪氨酸组分C3占比（e）以及类蛋白质与类腐殖质组分的总荧光强度比（f）线性回归分析 

图3 冰川补给河流、湖泊和非冰川补给河流、湖泊间的DOM分子组成差异（a, b）。van Krevelen图展示DOM质谱峰相对丰度与δ²H-H₂O（c）、DOC浓度（d）、SUVA₂₅₄（e）和S_275-295（f）Spearman秩相关分析 

图4 高原河流-水文连续体DOM组成变化模式图