盐湖沉积物中有机碳矿化温度敏感性的主导因素：底物化学特性超越矿物保护机制

本研究通过青藏高原盐湖沉积物的微宇宙培养实验，结合光谱分析和质谱技术，揭示了有机碳(OC)矿化温度敏感性(Q10)的关键调控机制。研究发现，尽管矿物结合有机碳(MAOC)含量丰富，但底物浓度和分子组成（特别是活性组分比例）才是决定矿化速率及其Q10的核心因素，挑战了传统碳质量-温度(CQT)假说，为预测气候变暖下湖泊碳库稳定性提供了新视角。

　　

Highlight

盐湖沉积物中有机碳(OC)的矿化温度敏感性主要受底物化学特性驱动，而非矿物保护作用。高浓度OC和活性组分比例显著提升矿化速率(MR)及其Q₁₀值，这种模式在溶解(DOC)和不溶性有机碳(IOC)中表现一致，导致高温条件下顽固性OC的累积。

关键发现

1. 1.

   OC浓度主导矿化动力学：通过米氏方程(Michaelis-Menten)验证，OC浓度与矿化速率呈显著正相关（图2），表明底物可获得性比矿物吸附更能预测微生物活性。

2. 2.

   分子组成调控Q₁₀：拉曼光谱和质谱(MALDI-TOF)显示，含羧基/糖苷的活性分子占比越高，Q₁₀增幅越大（最高达2.3倍），直接反驳CQT假说中"顽固碳温度敏感性更高"的预期。

3. 3.

   矿物保护作用有限：尽管沉积物富含铁铝氧化物（占TOC的38-65%），但化学解耦实验表明矿物结合仅使Q₁₀降低12-19%，远低于底物特性的调控幅度。

4. 4.

   DOC与IOC协同响应：两种形态OC在25-35°C均出现矿化加速，且通过吸附-解吸平衡形成动态补充，共同促进高温下难降解组分的净积累（图4）。

结论启示

本研究构建的概念模型（图6）阐明：在气候变暖背景下，盐湖沉积物碳库稳定性主要取决于"底物浓度-分子活性"的化学梯度，而非传统认为的矿物屏蔽效应。这一发现对准确评估内陆水体碳-气候反馈机制具有重要范式意义。