河流濕地受損導致脫氮效能下降與水質(zhì)惡化
????河流濕地修復是通過(guò)模擬自然濕地的結構與功能，依靠植被、底質(zhì)和生物的共同作用實(shí)現河流水質(zhì)凈化，是基于自然的解決方案。已有研究多關(guān)注濕地建設與修復的生態(tài)環(huán)境效益，但鮮有系統評估濕地受損或生態(tài)退化對河流水質(zhì)及脫氮效能的長(cháng)期影響。
????鑒于此，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所李恒鵬團隊張汪壽副研究員等人從丘陵區河流濕地受損的實(shí)際案例入手，通過(guò)對比分析濕地受損前后河流水質(zhì)及脫氮過(guò)程的變化，試圖回答以下問(wèn)題：濕地在凈化河流水質(zhì)方面的總體表現如何？濕地受損后，河流原位脫氮過(guò)程如何變化？濕地強化脫氮的主要機制是什么？
????圍繞這些問(wèn)題，研究發(fā)現濕地受損后河流氮素去除能力下降3/4，直接導致河流總氮濃度激增17%；研究證實(shí)濕地受損將驅動(dòng)生態(tài)系統重構，引發(fā)水生態(tài)及氮循環(huán)過(guò)程一系列變化。比如，濕地受損后自生碳源供給能力下降、攔截泥沙及緩沖上游脈沖式來(lái)水的能力顯著(zhù)減弱，直接對脫氮功能微生物菌群及代謝活性產(chǎn)生不利影響；水生植被破壞后，藻類(lèi)將成為河流系統的主要初級生產(chǎn)者，在其集中暴發(fā)的時(shí)段，氮素被大量吸收并釋放氧氣，從而顯著(zhù)抑制河流反硝化脫氮作用；此外，濕地受損后還將顯著(zhù)提升水體的生物固氮能力，導致河流成為階段性氮“源”而非氮“匯”。本項研究為全面認知河流濕地脫氮過(guò)程與機制提供了新的視角，并對于評價(jià)濕地受損或退化對水環(huán)境的負面效應特別是其對原位脫氮效能的影響提供了關(guān)鍵依據。
????上述研究成果發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域權威刊物Environmental Science & Technology上，研究得到了中科院“美麗中國”先導專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金、NIGLAS自主部署項目以及中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )等聯(lián)合資助。
????論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c07404
圖1 濕地受損前后河流上下游總氮濃度對比
圖2 河流濕地受損前后脫氮速率時(shí)空差異對比
圖3 河流濕地受損前后氮循環(huán)過(guò)程的變化