腐殖质湖泊

腐殖质湖泊。原图链接

腐殖质湖泊又称营养不良型湖泊，是含有大量腐殖质和有机酸的湖泊。这些物质的存在导致水呈棕色，pH值通常较低，约为 4.0-6.0。由于这些酸性条件，几乎没有能够生存的生物多样性，主要由藻类、浮游植物、微型浮游生物和细菌组成。

目录

简介

腐殖质湖泊由于生产力低下营养不良，曾被归类为贫营养型湖泊。然由于可能的 pH 值范围更广（酸性 4.0 到更中性的 8.0 有时）和其他波动特性，如营养可用性和化学成分。腐殖质湖溶解了大量的有机酸，其中包括有机羧酸和酚酸。这些酸扮演缓冲剂的角色，使得湖水的pH相对稳定。科学家研究过的营养不良腐殖质湖泊包括波兰的苏查尔二号湖、瑞典的 Allgjuttern、Fiolen 和 Brunnsjön湖，以及纽西兰的马西森湖。

化学性质

腐殖质湖泊具有高水平的溶解有机碳。这由含有有机羧酸和酚酸组成，它们通过充当天然缓冲剂来保持水的 pH 值相对稳定。因此，湖泊的天然酸性 pH 值在很大程度上不受工业排放的影响。溶解的有机碳还可以减少紫外线辐射的进入，并可以通过结合重金属来降低它们的生物利用度。2016 年，Gorniak 提出了一套评估该指数的新规则，使用地表水 pH 值、电导率、溶解无机碳和溶解有机碳的浓度等特性。由于不同的预先存在的营养状态，受营养不良影响的湖泊的化学成分可能与其他营养不良湖泊有很大差异。

酸性环境

酸性环境营养质量下降

湖泊可根据生产力的增加分为贫营养型、中营养型、富营养型和过度富营养型。腐殖质湖泊在酸性环境下营养质量下降，导致生产者（如浮游植物）营养质量低下。对腐殖质湖泊化学成分的研究表明，与寡腐殖质湖泊相比，多腐殖质湖泊中溶解的无机氮水平更高，脂肪酶和葡萄糖苷酶的活性更高。在低腐殖质湖中，表面微层比地下微层具有更高水平的磷酸酶活性。当湖泊是多腐殖质时，情况正好相反。低腐殖质和多腐殖质湖在次表面微层中显示出比在表面微层中更高的氨肽酶活性。

附生植物对湖泊代谢影响

沿海栖息地在湖泊代谢中的作用一直被低估，尤其是在腐殖质湖泊中，这是基于一种假设，即由于光线对水体的渗透性较低，底栖初级生产力较低。这一假设受到了挑战，因为最近人们认识到，在一个高度腐殖化的小型湖泊中，沿岸附生植物占主导地位，附生植物是腐殖化湖泊生物群的重要基础食物来源。然而，由于这些研究大多涉及单一湖泊，因此有必要测试其更广泛的通用性。

腐殖质的抑制作用主要归因于腐殖质中的抗氧化部分对 CTC 氧化中间体的反还原。对腐殖质进行臭氧氧化处理以破坏抗氧化部分。臭氧化后，腐殖质的抑制作用大大降低，证实了抗氧化部分在腐殖质中的主导作用，通过还原 CTC 的氧化中间体来抑制 EOM 介导的 CTC 光降解。这种反向还原通过反应性吉布斯自由能被进一步证实是释放的，表明腐殖质对 CTC 氧化中间体的反向还原可以自发发生。

食物网

腐殖质湖泊的生物活性以细菌代谢为主，细菌代谢占主导地位。食物网-腐殖质湖泊的化学成分使得诸如浮游性鱼类等更高营养水平的鱼类很难自行建立，从而留下了一个主要由植物、浮游生物和细菌组成的简化食物网。细菌的优势意味著腐殖质湖泊的呼吸速率高于初级生产力。

湖中生态

腐殖质湖泊中的有机物主要来自陆地：在集水区去除的有机物逐渐填满了这个水生环境。由于这种富含有机物的环境，浮游细菌控制著水生环境和陆地环境之间的养分通量。与普通湖泊相比，腐殖质湖泊的水和沉积物中的钙含量显著降低。它的集水区通常是一片富含泥炭藓的针叶林，沿水面蔓延。尽管营养丰富，腐殖质湖泊仍被认为是营养贫乏的，因为它们的营养物质被困在有机物中，因此初级生产者无法获得。

有机氮和磷转化为无机形式

尽管营养不良，但细菌数量众多，并且具有巨大的生长潜力。这些细菌通过向其他生物（主要是吞噬和混合营养的鞭毛虫）提供能量和提供可用形式的有机和无机碳来驱动腐殖质湖的食物网。细菌对有机物的分解也将有机氮和磷转化为无机形式，这些无机形式现在可供初级生产者吸收，包括大型和小型浮游植物（藻类和蓝藻）。

鱼类和其他生物难以繁殖

通过有机径流形成腐殖质湖对湖泊生态系统具有显著影响。增加湖泊酸度的化学成分变化使鱼类和其他生物难以繁殖。用作饮用水的湖泊的质量也随著碳浓度和酸度的增加而降低。由于有机污染物，适应酸度增加的鱼也可能不适合人类食用。重金属的浓度和流动性也可能因腐殖质湖化学成分的变化而改变。

气候变化

有机碳含量高

湖泊是碳循环中的重要汇。由于溶解有机碳含量高，腐殖质湖泊比清澈的湖泊具有更大的碳汇。腐殖质湖泊中碳浓度的升高受到集水区植被模式的影响，流域的径流是有机物质的主要来源。然而，这些水平的变化也可归因于降水的变化、土壤矿化速率的改变、硫酸盐沉积的减少和温度的变化。所有这些因素都会受到气候变化的影响。当代气候变化预计将增加对湖泊的有机碳供应，从而将一些湖泊的特征改变为营养不良的湖泊。