蓝藻生长与衰亡对太湖水体氮素迁移转化的影响
2023-09-21李昌杰朱广伟朱梦圆
环境科学研究 2023年9期
关键词:生长
李昌杰,许 海,詹 旭,朱广伟,肖 曼,朱梦圆,邹 伟
1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京 210008
2.江南大学环境与土木工程学院,江苏 无锡 214122
氮是生命活动所必需的营养元素,在自然界中的存在形式多样,以大气中的氮气(N2)为主[1],但能被生物直接利用的大多为氨氮(NH4+-N) 和硝态氮(NO3--N)等活性氮[2].在人类活动的影响下,原有的氮循环被破坏[3],使得大量的活性氮进入水环境[4-5],造成水体富营养化,产生了一系列的环境问题[6-7],氮循环机制也受到了国内外学者的广泛关注.
湖泊生态系统是脱氮的热点区域,NiRReLa 模型预测全球每年约有19.7 Tg 氮被湖泊水库脱去[8].由微生物主导的反硝化作用将NO3--N 逐步还原为N2(NO3-→NO2-→NO→N2O→N2),被认为是脱氮的主要过程.反硝化速率受到温度、NO3--N 浓度和溶解氧(DO)浓度等多种环境因素的影响[9],而NO3--N 作为反硝化作用的底物,能够显著影响反硝化基因丰度和反硝化酶的活性[10-11],因此其浓度往往被认为是影响反硝化速率的首要因素[12-13].而在湖泊中,氮会通过各种生物地球化学循环在不同形态中进行转换[1,14],当NO3--N 被转化为其他形态的氮时,可能会降低反硝化脱氮的速率,从而导致氮素在水体中滞留,加剧湖泊富营养化程度.
蓝藻生长和衰亡的不同时期会给湖泊水体带来不同的物理化学环境,从而影响氮的循环过程.在蓝藻水华暴发期间,随着外源氮的输入,湖泊氮素脱除的速率显著增加[15],Shen 等[16]研究表明,微囊藻将沉积物-水界面的硝酸盐还……
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