湿地关键带中磷与氮、碳循环联动耦合机制
2022-03-21周念清吴延浩闵思贤
地球科学与环境学报 2022年1期
周念清,吴延浩,蔡 奕*,闵思贤
(1.同济大学 水利工程系,上海 200092;2.同济大学 长江水环境教育部重点实验室,上海 200092)
0 引 言
P是所有生命的重要物质组成成分之一,在植物光合作用、呼吸作用、细胞膜形成、糖酵解和酶活性中发挥着重要作用,几乎所有作物生长和发育都与P的有效性有关。P作为有机分子(如二磷酸腺苷和三磷酸腺苷)的一部分,有助于能量的储存和转移。P主要因为磷矿开采、商业磷肥施用而进入自然界表生环境中,并通过改变P的存在形态和转化途径而影响自然界的磷循环。中国是世界上最大的磷矿生产国和消费国,仅2018年磷矿产量就达到361.4×10t,占全球产量的50%以上,如果以目前的速度开采,中国现有的磷矿资源将会在几十年内枯竭。同时,过量使用磷肥不仅增加了陆地生态系统P的输入,也增加了从陆地到淡水和沿海地区P的流失。在短期内,P的流失往往会在湖泊水体中富集导致富营养化,促进藻类大量繁殖,由此会产生许多其他不利影响,如水质恶化和鱼类死亡等。土壤和沉积物中长期累积的P逐渐释放而对环境产生长期不利影响。目前中国农业地区土壤耕层P过度富集,使受纳水体的富营养化程度加剧,这是长期过量施用磷肥所造成的后果。根据现有趋势判断,未来几十年对无机磷肥的需求将会不断增加,由此引发了对未来P的安全和健康风险的担忧。
湿地关键带是一个复杂的开放系统,存在着氮、碳、磷循环等多个子系统,P在湿地关键带中具有源和汇的功能,不断进行着复杂的物理、化学和生物作用。……
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