近日，中国科学院广州地球化学研究所副研究员闫龑、高级工程师谢露华团队与合作者，以新疆准噶尔盆地五个盐湖为研究对象，综合运用稳定碳同位素（δ13C）、稳定硫同位素（δ34S）及16S rRNA微生物组学分析，系统揭示了干旱区湖岸带土壤有机质在侧向搬运过程中的动态变化规律及其微生物控制机制。相关成果发表于《地球物理研究杂志-生物地球科学》（JGR Biogeosciences）。
环境因子对湖岸微生物与地球化学变化的统计约束。研究团队供图
土壤有机质是地球表层系统中最大的碳库之一，其储量超过大气和植被碳库之和。在干旱区，土壤有机质极易通过地表径流和地下水渗流从陆地搬运至湖泊。然而，这一侧向搬运过程中有机质究竟发生何种变化？其δ13C信号是否仍能“忠实”记录源区植被信息，长期存在争议。
研究团队在国家自然科学基金等项目资助下，沿八条湖岸样带（从陆向湖方向）采集样品，发现土壤/沉积物有机质δ13C呈现一致的向湖富集趋势，变化幅度达2.2‰～8.9‰，远超自然土壤剖面乃至长尺度地质记录中通常观测到的垂向变化。为厘清主控因素，团队对巴里坤湖一条代表性样带进行深入剖析。结果显示，沿岸四种典型植物的δ13C变化极小，且无由陆向湖的系统性偏重趋势，排除了植物来源变化的主导作用；同时样带土壤质地均一、地形平缓，也排除了“选择性搬运”的显著影响。
微生物组学分析揭示了核心机制：沿陆向湖方向，盐度急剧升高，驱动微生物群落发生功能转换——群落的代谢策略由好氧化能异养向硫酸盐呼吸转变。统计表明，硫酸盐呼吸类群相对丰度与有机质δ13C呈显著正相关，可解释70%的碳同位素变异；同时，还原态硫同位素（δ34Sre）与δ13C及硫酸盐呼吸类群丰度均呈显著负相关，共同揭示硫酸盐呼吸微生物在降解有机质过程中，使残留有机质13C相对富集，并产生34S亏损的还原硫物种。
将视野扩展至全部样带，有机质δ13C与盐度均呈一致的正相关关系，表明盐度驱动的湖岸有机质13C富集是干旱区的普遍规律。研究团队据此提出，干旱区湖岸带是一个此前被严重忽视的有机质“降解热点”——在通常不足数百米的水平距离内，盐度介导的微生物功能特化群落可对有机质进行强烈改造，彻底改变其碳同位素信号。这一发现打破了“土壤有机质δ13C在侧向搬运中保守稳定”的传统假设，表明湖岸带并非被动搬运通道，而是活跃的生物地球化学反应器。对于利用湖泊沉积物δ13C反演古植被与古气候的研究而言，忽略该微生物降解效应可能导致错误的环境解译。
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