沉水植物對(duì)淺水湖泊中可溶性無機(jī)氮遷移轉(zhuǎn)化的影響.pdf

1、在中國長江中下游地區(qū)許多淺水湖泊,如巢湖、太湖,都出現(xiàn)了外源氮的過量輸入,外源氮的輸入會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化和藍(lán)藻爆發(fā),其中過量的可溶性無機(jī)氮對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)有著直接的威脅。
　　沉水植物是氮磷等營養(yǎng)元素在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)的重要調(diào)節(jié)者,其以自身的形態(tài)特征、群落結(jié)構(gòu)特征及生理活動(dòng)影響著其周圍的環(huán)境,對(duì)水體生產(chǎn)力及生物地球化學(xué)循環(huán)具有十分重要的影響。沉水植物除了直接吸收湖泊水體中硝酸鹽,還可以間接的促進(jìn)微環(huán)境中反硝化作用的進(jìn)行,并且為微生

2、物提供附著;此外, DNRA和微生物的固定也是硝態(tài)氮的重要去除途徑,這些過程都會(huì)影響硝酸鹽的遷移轉(zhuǎn)化。
　　本研究選擇長江中下游常見沉水植物作為試驗(yàn)材料,采用室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M方法,分別進(jìn)行了兩組試驗(yàn),其一選取形態(tài)差異較大的金魚藻和苦草,研究其對(duì)上覆水和間隙水中可溶性無機(jī)氮的影響;其二選擇穗花狐尾藻進(jìn)行研究,利用穩(wěn)定性同位素示蹤的方法,更深入的探討可溶性無機(jī)氮在淺水湖泊中的歸去和循環(huán)。從試驗(yàn)中可以得出以下主要結(jié)論:
　　(1)金魚

3、藻和苦草對(duì)上覆水中DIN(可溶性無機(jī)氮)的去除效果均強(qiáng)于間隙水,對(duì)各形態(tài)DIN的去除差異:NO2--N>NH4+-N>NO3--N。金魚藻對(duì)上覆水中DIN的去除效果明顯強(qiáng)于苦草,但對(duì)間隙水中DIN的去除效果弱于苦草。
　　(2)金魚藻和苦草減少了NH4+-N和NO2--N的擴(kuò)散通量,顯著增加了NO3--N的擴(kuò)散通量,使NO3--N取代NH4+-N成為沉積物向上覆水中擴(kuò)散DIN的主要形態(tài),但金魚藻和苦草對(duì)NO3--N和NH4+-N擴(kuò)

4、散通量的影響差異不顯著。
　　(3)金魚藻和苦草增加了上覆水和間隙水中3種形態(tài)DIN含量比例的變化幅度,金魚藻對(duì)上覆水中DIN含量比例影響強(qiáng)于苦草,對(duì)間隙水中DIN含量比例的影響弱于苦草。
　　(4)在穗花狐尾藻組,反硝化作用、微生物固定、沉水植物吸收、異化硝酸鹽還原成氨(DNRA)和轉(zhuǎn)化為可溶性有機(jī)氮(DON)的去除作用分別占添加15N的47.54％、25.24%、12.76%、0.52%、1.21%;在對(duì)照組,反硝化作用

5、、微生物固定、DNRA作用和轉(zhuǎn)化為DON的去除作用分別占添加15N的32.74%、30.79%、0.54%、5.83%。
　　(5)在穗花狐尾藻組和對(duì)照組中約87.24%和69.90%的硝態(tài)氮進(jìn)行了轉(zhuǎn)化。反硝化作用是去除兩處理組中硝態(tài)氮的主要方式,其次是微生物的固定作用,穗花狐尾藻的直接吸收也對(duì)硝態(tài)氮的去除起到重要作用,DNRA作用和DON對(duì)硝態(tài)氮的去除作用較小。穗花狐尾藻促進(jìn)了反硝化作用,加快了硝態(tài)氮在微環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化,直接或

6、間接地促進(jìn)了微環(huán)境對(duì)外源硝態(tài)氮的去除。
　　由以上試驗(yàn)結(jié)論可以看出,不同形態(tài)的沉水植物對(duì)淺水湖泊垂直方向的影響程度不同,其中根系發(fā)達(dá)的苦草對(duì)間隙水影響更明顯,并且沉水植物形態(tài)差異與不同的代謝方式會(huì)導(dǎo)致DIN在水-沉積物界面的通量不同。沉水植物對(duì)可溶性無機(jī)氮的去除作用,除了自身的吸收外,還通過對(duì)周邊環(huán)境的影響,增加反硝化作用去除氮的速率。研究選取長江中下游地區(qū)常見的沉水植物作為實(shí)驗(yàn)材料,可為研究該流域湖泊氮遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和水環(huán)境生態(tài)修