发现难熔腐殖质溶解有机物的生物反应性在能量限制的深海沉积物中增加
类腐殖质溶解有机物(DOM)是海洋沉积物孔隙水中 DOM 的主要成分。由于其分子结构复杂且在自然环境中停留时间长，通常被认为是难熔材料。然而，其生物反应性仍然缺乏探索，特别是在具有不同有机质可用性的沉积环境中，这使得其在支持深部生命和调节长期海洋碳循环方面的作用难以捉摸。
荧光 DOM (FDOM) 代表了海洋沉积物孔隙水中 DOM 的很大一部分，我们对从珠江口到南海北部深海盆地回收的5 个沉积物岩心进行了研究。使用荧光技术将激发发射矩阵 (EEM) 测量与平行因子分析 (PARAFAC) 作为统计工具相结合，对 FDOM 的组成进行定量表征。研究人员在 FDOM 中发现了 6 种腐殖酸类成分和 2 种蛋白质类成分。
大多数腐殖质类成分的荧光强度沿着沉积物深度增加，而蛋白质类成分的荧光强度始终保持较低水平。因此，类腐殖质和类蛋白质成分可以分别代表难熔和不稳定的 DOM。
使用地球化学建模方法进一步估计了这些 FDOM 组分的净反应速率。FDOM 组分的生物反应性通过建模反应速率以及 FDOM 组分与微生物群落之间的相互作用进行评估。
研究人员发现，类腐殖质FDOM与沿海和深海沉积物中的微生物之间的关系截然不同。在富营养化的沿海沉积物中，深层富集的特定微生物类群与类腐殖质FDOM共同变化，而大多数微生物类群与类蛋白质FDOM显着相关。
在消耗类蛋白质 FDOM 的大部分层中都产生了类腐殖质 FDOM，这表明类蛋白质 DOM 已被微生物转化为类腐殖质 DOM。相反，在能量限制的深海沉积物中，超过70%的微生物群被发现与类腐殖质FDOM密切相关，并在深层证明了其净消耗。
深海沉积物中类腐殖质 FDOM 的消耗使其在最上层约 5 米层的总生产通量减少至沿海沉积物中的十分之一左右，从而减少了上覆海水的难熔 DOM 通量。因此，地下微生物群落可能通过调节难降解DOM的库存和周转时间，对长期海洋碳循环产生深远影响。
研究结果发表在《科学·中国·地球科学》杂志上。该研究由上海交通大学王凤平教授课题组领导，与香港科技大学何鼎教授和莱布尼茨研究所 Joanna J. Waniek 教授合作波罗的海研究。
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