藻源性有机质对高原深水湖泊沉积物矿化作用的激发效应

摘要：

湖泊营养水平提升,浮游植物快速增殖,大量藻类碎屑沉降到沉积物表面.藻屑作为新生不稳定有机质,对湖泊沉积物有机质(SOM)产生激发效应,影响湖泊沉积物碳循环过程.本文以深水湖泊抚仙湖南湖心沉积物为研究对象,采用优势种水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae),进行不同浓度藻屑添加(×1倍组、×5倍组和×10倍组)的培养实验.应用碳同位素在线监测仪,探究藻屑添加对于SOM矿化作用的激发效应并预测可能产生的环境效应.结果表明:(1)添加的藻屑对上覆水和间隙水发光性溶解性有机质(CDOM)组成和性质产生影响,前期CDOM中类蛋白组分含量显著增加,但后期CDOM腐殖化程度升高.同时,藻屑的添加使二氧化碳(CO2)释放量增大,蛋白酶活性和转化酶活性增强;(2)3个不同浓度的藻屑添加组均检测到不同程度激发效应,其中×1倍组和×5倍组对SOM矿化过程前期体现为正激发效应,最大值分别达到(12.18±0.65)和(26.60±9.14)μg/(mL ws),后期两个组别都转为负激发效应;×10倍组则在整个实验过程中均表现为负激发效应;(3)藻屑的添加使得间隙水易于富集亚铁离子(Fe2+)和硫离子(S2-);且沉积物反硝化作用受到抑制,易于富集硝酸根(NO3-);同时沉积物碱性磷酸酶活性升高,促进活性磷释放,藻屑的添加增大了抚仙湖沉积物产生黑色物质和水体富营养化的风险.因此系统研究新生有机质输入对抚仙湖SOM的生物地球化学过程的影响将为保护抚仙湖提供理论依据.

关键词：藻源性有机质、CDOM、激发效应、环境效应、抚仙湖

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分类号：X524;TS2;X142

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;NSFC-云南联合基金项目;江苏省高校水处理技术与材料协同创新中心项目

在线出版日期：2023-01-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：103-117