近日，国际知名地学期刊《Catena》发表了一项关于辽河流域生态环境的重要研究成果。该研究由我院苏芳莉教授带领的水土保持与生态修复科研团队完成，论文题为“Sediment particle size distribution, source of organic matter and environmental implications in the Liao river, northeast China”（DOI: 10.1016/j.catena.2024.108696）。研究系统量化了辽河干流不同粒径沉积物中有机质的来源，为深入理解河流碳循环与治理水污染提供了关键科学依据。

辽河流域是我国沿海土壤侵蚀最严重的区域之一，研究发现辽河沉积物粒径小于2微米的细颗粒组分中，总有机碳、总氮含量及碳氮比值均显著高于其他粗颗粒组分。具体数据显示，夏季该组分三项指标分别为2.50±0.43%、0.19±0.06%和13.89±2.40，冬季则为2.71±0.42%、0.19±0.05%和14.66±2.55。通过结合δ¹³C、碳氮比并运用MixSIAR贝叶斯混合模型进行定量溯源，研究揭示了有机质来源在不同粒径间的显著差异：细颗粒（<2 µm）有机质主要来源于水生植物，而粗颗粒（>2 µm）有机质则主要来自土壤侵蚀和污水排放。这一结果表明，辽河干流的外源有机质输入主要受污水处理排放和流域土壤侵蚀两大过程驱动。该过程可能导致沉积物中吸附的营养物质持续向水体释放，从而引发潜在的次生污染风险，对河流生态系统健康构成长期威胁。因此，研究强调，为保障辽河流域水环境安全，需要加强污水排放管控与流域土壤侵蚀治理。

本项研究的创新之处在于，采用了基于沉积物粒径分组的碳氮同位素指纹技术，成功实现了对复杂河流系统中有机质来源的精细甄别与量化。这一方法不仅精准追溯了污染来源，也为深入探究湿地、土壤等微环境中的生物地球化学过程提供了有力的新技术视角，对于推动河流治污与生态管理具有重要意义。

Fig. 1. Scatter plots of δ¹³ C and C/N ratio endmembers in four sediment particle size groups of the Liao River in summer (a) and winter (b)

Fig. 2. Source and contribution of OM in four sediment particle size groups of the Liao River in summer (a, c, e, g) and winter (b, d, f, h).

Fig. 3. The correlation network of sediment OM of the Liao River in summer (a) and winter (b) (p < 0.05). Nodes represent OM components and sources. Nodes size is related to the number of connecting lines, and the Spearman correlation coefficient determines the width of each line.

DOI：10.1016/j.catena.2024.108696