工业革命以来，人类活动严重干扰了全球碳循环。前人研究显示，人为扰动使得陆地碳向内陆水体的输出增加了~1 Pg yr-1，且其中近半会转化为CO2释放至大气。溶解性有机碳（DOC）为水生生物地球化学过程提供碳源和能源，是水生生态系统的核心。最新研究表明，全球河流DOC年龄随人口密度的增加而显著增加，但这些数据来源于汇水面积< 400 km2的小流域，缺乏人口稀疏的大流域尺度的证据。青藏高原是世界诸多大江大河的发源地，拥有全球最脆弱、最敏感的生态系统，但正在面临日益加剧的人为压力。本研究以青藏高原东缘白龙江流域为例（图1），基于加速器质谱学和傅里叶变换离子回旋共振质谱学分析技术探讨了人为扰动对低人口密度、大流域面积的青藏高原河流DOC的影响。
图1 研究区位置与采样点(a)，人口密度(b)和DOC含量空间分布图(c)
研究结果显示，白龙江流域河流DOC主要来源于C3植物的土壤有机质，其表观年龄为现代至1600 BP。河流DOC含量受控于小流域平均坡度和年平均降水量；Δ14CDOC受控于人口密度；而DOC分子组成则受控于人口密度、小流域人口密度和天然植被覆盖率，其中人口密度对DOC分子组成的影响最大（图2）。通过分析与14CDOC具有显著相关性的DOC分子，发现农业活动导致的深层土壤有机碳的流失和污水中化石制品有机碳的直接释放是河流DOC老化的重要因素（图2）。这些老碳中部分组分具有较强的光降解或生物降解潜力，可能会在河流中进一步氧化为CO2并释放至大气中。
图2 河流Δ14CDOC (a)、溶解性有机碳（DOC）分子组成的驱动因素(b, c)和与Δ14CDOC显著相关的DOC分子(d-f)
本研究揭示了青藏高原河流碳循环对人为扰动的敏感性。人为扰动快速将埋藏于地下成百上千年的有机碳快速释放至地表，从而加速地质碳循环进程。因此，本研究强调人为活动对低人口密度区流域碳循环的影响，对于调控生态脆弱的高原流域人为扰动具有一定的指示意义。
该成果发表于Environmental Science & Technology，天津大学地球系统科学学院博士研究生能惠为第一作者，徐胜教授和钟君副教授为共同通讯作者，合作作者包括天津大学刘丛强院士和李思亮教授、香港科技大学何丁教授和易沅壁博士，以及德国奥登堡大学T. Dittmar教授。该研究受到国家自然科学基金（41803007）、第二次青藏高原综合科学考察项目（2019QZKK07070-2）以及天津大学研究生文理拔尖创新奖励计划（B2-2021-007）的资助。
论文信息：Hui Nai, Jun Zhong*, Yuanbi Yi, Manting Lai, Ding He, Thorsten Dittmar, Cong-Qiang Liu, Si-Liang Li and Sheng Xu*. Anthropogenic disturbance stimulates the export of dissolved organic carbon to rivers on the Tibetan Plateau. Environ. Sci. Technol. 2023, 57, 25, 9214–9223. DOI: 10.1021/acs.est.3c01593.
