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硝酸盐和溶解有机碳共同调节了浅水富营养化湖泊氧化亚氮间接排放因子

湖泊被认为是大气中氧化亚氮 (N₂O) 的重要来源，预测全球湖泊N₂O排放量对于评估N₂O排放清单至关重要。N₂O间接排放因子 (EF) 模型基于IPCC方法，采用固定EF值估算内陆水体N₂O排放量。然而，由于N₂O生成途径的不确定性和EF值的大尺度时空变化，该模型一直存在争议。为此，我们将长江中下游地区的调查与全球荟萃分析相结合，以确定N₂O产生的途径及其对EF值的控制。在我们的研究中，溶解的N₂O浓度与硝酸盐 (NO₃⁻-N) 浓度之间存在显著的相关性，同位素图谱表明，通过反硝化产生的N₂O的比例为70.5±31.0%。反硝化基因 (nirS和nirK) 的相对丰度比硝化基因 (amoA) 的相对丰度高约一个数量级。这些结果共同验证了反硝化作用主导了浅层富营养化湖泊N₂O的生成。我们的荟萃分析结果显示，全球湖泊EF值偏度高，变化大，表明采用动态EF值比使用固定的默认值更合适。溶解有机碳与硝酸盐的比值 (DOC/NO₃⁻-N) 和NO₃⁻-N浓度被确定为EF值的主要预测因子。利用这些预测因子，我们提出了一个多元线性回归模型来预测EF值，该模型具有良好的拟合度。本研究拓宽了对N₂O生成途径机理的认识，利用易获取的水质指标为估算全球湖泊N₂O排放提供了一条高效的途径。