异常的气候、城市扩张和人类活动使得许多生产性或功能性湖泊中的含氮养分长期保持在较高水平。氮是影响湖泊富营养化的关键营养元素，其在水体中的运输转化与溶解有机物(DOM)的结构和组成密切相关。

水生环境中的DOM包括来自人类活动的外源DOM，而退化湖泊中大量腐烂的水生植物又贡献了大量的内源DOM，导致DOM分布的复杂性和异质性。此外，DOM可作为碳源和影响微生物活动的营养物质。不同的DOM来源和比例决定了它们的生物利用度。然而，退化湖泊中氮、DOM和微生物之间的相互作用尚不清楚，它们之间的耦合机制也鲜有研究。

近日，中科院水生生物研究所吴振斌教授课题组揭示了中部典型大型浅水湖洪湖沉积物微界面氮素积累的内因和长江下游。该研究发表在《清洁生产杂志》上。

在这项研究中，研究人员发现，洪湖中不同形态无机氮的分布随流场方向呈现出空间异质性。沉积物理化分析表明，沉积物极性强、养分吸附能力强(粉砂组分比例高)的特点导致西南地区总氮和氨氮含量偏高。

此外，研究人员发现，水生植物的大规模减少增加了西南地区沉积物中氮的积累。微生物高通量测序结果表明，沉积物中与氮循环相关的细菌丰度低影响了氮的生物有效性和转化，最终导致沉积物中氮含量增加。

由于外源和内源DOM污染的共同影响，DOM腐殖质组分的分布和转化表现出较大的空间差异。通过结构方程模型分析，研究人员证实沉积物中氮、DOM和理化性质的耦合直接或间接影响细菌群落的丰度和多样性。微生物的生态反应最终反馈到有机物迁移和养分积累中。

总的来说，本研究鉴定的氮、DOM和微生物的内部生态响应调控阐明了养分富集与生物有效性之间的关系，对于预测退化湖泊系统反馈回路机制的动态变化具有重要意义，并将为退化湖泊水生态修复综合治理策略的制定提供支持。