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腐殖質湖泊。原圖鏈接

腐殖質湖泊又稱營養不良型湖泊，是含有大量腐殖質和有機酸的湖泊。這些物質的存在導致水呈棕色，pH值通常較低，約為 4.0-6.0。由於這些酸性條件，幾乎沒有能夠生存的生物多樣性，主要由藻類、浮游植物、微型浮游生物和細菌組成。

簡介

腐殖質湖泊由於生產力低下營養不良，曾被歸類為貧營養型湖泊。然由於可能的 pH 值範圍更廣（酸性 4.0 到更中性的 8.0 有時）和其他波動特性，如營養可用性和化學成分。腐殖質湖溶解了大量的有機酸，其中包括有機羧酸和酚酸。這些酸扮演緩衝劑的角色，使得湖水的pH相對穩定。科學家研究過的營養不良腐殖質湖泊包括波蘭的蘇查爾二號湖、瑞典的 Allgjuttern、Fiolen 和 Brunnsjön湖，以及紐西蘭的馬西森湖。

化學性質

腐殖質湖泊具有高水平的溶解有機碳。這由含有有機羧酸和酚酸組成，它們通過充當天然緩沖劑來保持水的 pH 值相對穩定。因此，湖泊的天然酸性 pH 值在很大程度上不受工業排放的影響。溶解的有機碳還可以減少紫外線輻射的進入，並可以通過結合重金屬來降低它們的生物利用度。2016 年，Gorniak 提出了一套評估該指數的新規則，使用地表水 pH 值、電導率、溶解無機碳和溶解有機碳的濃度等特性。由於不同的預先存在的營養狀態，受營養不良影響的湖泊的化學成分可能與其他營養不良湖泊有很大差異。

酸性環境

酸性環境營養質量下降

湖泊可根據生產力的增加分為貧營養型、中營養型、富營養型和過度富營養型。腐殖質湖泊在酸性環境下營養質量下降，導致生產者（如浮游植物）營養質量低下。對腐殖質湖泊化學成分的研究表明，與寡腐殖質湖泊相比，多腐殖質湖泊中溶解的無機氮水平更高，脂肪酶和葡萄糖苷酶的活性更高。在低腐殖質湖中，表面微層比地下微層具有更高水平的磷酸酶活性。當湖泊是多腐殖質時，情況正好相反。低腐殖質和多腐殖質湖在次表面微層中顯示出比在表面微層中更高的氨肽酶活性。

附生植物對湖泊代謝影響

沿海棲息地在湖泊代謝中的作用一直被低估，尤其是在腐殖質湖泊中，這是基於一種假設，即由於光線對水體的滲透性較低，底棲初級生產力較低。這一假設受到了挑戰，因為最近人們認識到，在一個高度腐殖化的小型湖泊中，沿岸附生植物占主導地位，附生植物是腐殖化湖泊生物群的重要基礎食物來源。然而，由於這些研究大多涉及單一湖泊，因此有必要測試其更廣泛的通用性。

腐殖質的抑制作用主要歸因於腐殖質中的抗氧化部分對 CTC 氧化中間體的反還原。對腐殖質進行臭氧氧化處理以破壞抗氧化部分。臭氧化後，腐殖質的抑制作用大大降低，證實了抗氧化部分在腐殖質中的主導作用，通過還原 CTC 的氧化中間體來抑制 EOM 介導的 CTC 光降解。這種反向還原通過反應性吉布斯自由能被進一步證實是釋放的，表明腐殖質對 CTC 氧化中間體的反向還原可以自發發生。

食物網

腐殖質湖泊的生物活性以細菌代謝為主，細菌代謝占主導地位。食物網-腐殖質湖泊的化學成分使得諸如浮游性魚類等更高營養水平的魚類很難自行建立，從而留下了一個主要由植物、浮游生物和細菌組成的簡化食物網。細菌的優勢意味著腐殖質湖泊的呼吸速率高於初級生產力。

湖中生態

腐殖質湖泊中的有機物主要來自陸地：在集水區去除的有機物逐漸填滿了這個水生環境。由於這種富含有機物的環境，浮游細菌控制著水生環境和陸地環境之間的養分通量。與普通湖泊相比，腐殖質湖泊的水和沈積物中的鈣含量顯著降低。它的集水區通常是一片富含泥炭蘚的針葉林，沿水面蔓延。儘管營養豐富，腐殖質湖泊仍被認為是營養貧乏的，因為它們的營養物質被困在有機物中，因此初級生產者無法獲得。

有機氮和磷轉化為無機形式

儘管營養不良，但細菌數量眾多，並且具有巨大的生長潛力。這些細菌通過向其他生物（主要是吞噬和混合營養的鞭毛蟲）提供能量和提供可用形式的有機和無機碳來驅動腐殖質湖的食物網。細菌對有機物的分解也將有機氮和磷轉化為無機形式，這些無機形式現在可供初級生產者吸收，包括大型和小型浮游植物（藻類和藍藻）。

魚類和其他生物難以繁殖

通過有機徑流形成腐殖質湖對湖泊生態系統具有顯著影響。增加湖泊酸度的化學成分變化使魚類和其他生物難以繁殖。用作飲用水的湖泊的質量也隨著碳濃度和酸度的增加而降低。由於有機污染物，適應酸度增加的魚也可能不適合人類食用。重金屬的濃度和流動性也可能因腐殖質湖化學成分的變化而改變。

氣候變化

有機碳含量高

湖泊是碳循環中的重要匯。由於溶解有機碳含量高，腐殖質湖泊比清澈的湖泊具有更大的碳匯。腐殖質湖泊中碳濃度的升高受到集水區植被模式的影響，流域的徑流是有機物質的主要來源。然而，這些水平的變化也可歸因於降水的變化、土壤礦化速率的改變、硫酸鹽沉積的減少和溫度的變化。所有這些因素都會受到氣候變化的影響。當代氣候變化預計將增加對湖泊的有機碳供應，從而將一些湖泊的特徵改變為營養不良的湖泊。