南京典型城市湖泊湖滨带不同植物区脱氮过程及其影响因素
来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：
作者：孙丽杰,苏芮,何肖微,李启升,黄睿,曾巾,赵大勇
单位：河海大学水灾害防御全国重点实验室, 南京 210098,河海大学水文水资源学院, 南京 210098,河海大学水灾害防御全国重点实验室, 南京 210098,河海大学水文水资源学院, 南京 210098,河海大学水文水资源学院, 南京 210098,中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室, 南京 211135,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, 南京 211135,江苏省水利科学研究院, 南京 210017,中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室, 南京 211135,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, 南京 211135,河海大学水灾害防御全国重点实验室, 南京 210098,河海大学水文水资源学院, 南京 210098,河海大学地理与遥感学院, 南京 211000
摘要：氧化亚氮（N2O）是导致全球气候变化的重要温室气体之一，植物根际微生物介导的反硝化和厌氧氨氧化过程作为重要脱氮途径能够减少湖泊湿地生态系统中氮负荷，而反硝化过程是N2O的最主要产生途径. 城市湖泊湖滨带是水陆交错带，也是氮素输入和转化的重要区域，关注城市湖泊湖滨带植物-微生物介导的脱氮过程和N2O排放，对维持湖泊生态系统稳定，加强城市湖泊湿地的氮素管理和控制N2O排放，实现城市可持续发展具有重要意义. 以典型城市湖泊玄武湖湖滨带为研究对象，结合15N同位素配对、实时荧光定量PCR和高通量测序技术，比较不同类型湿地植物：莲（Nelumbo nucifera）、芦苇（Phragmites australis）和马蹄金（Dichondra micrantha）覆盖区原位N2O排放通量、潜在反硝化及厌氧氨氧化速率和功能微生物群落丰度、多样性及组成，探讨城市湖泊湿地不同类型植物-微生物介导的脱氮过程及N2O排放的驱动因子. 结果表明，玄武湖湖滨带湿地植物区N2O排放通量为6.20~15.03 μg·（m2·h）-1，其中马蹄金>莲>芦苇；3种湿地植物根际沉积物反硝化和厌氧氨氧化速率（以N计）分别为（8.92±4.33） nmol·（g·h）-1和（1.03±1.17）nmol·（g·h）-1，其中莲>马蹄金>芦苇，并且反硝化作用（65.55%~97.82%）均为主导脱氮过程；3种湿地植物根际沉积物中nirK和nirS群落组成存在显著差异（ANOSIM，P<0.005），硝化杆菌科（Nitrobacteraceae，28.57%）和食球菌科（Zoogloeaceae，14.63%）分别为nirK和nirS群落中优势科，并且nirS基因丰度（1.09×109 copies·g-1）比nirK（3.00×107 copies·g-1）高2个数量级，表明nirS型反硝化菌在湿地N2O排放中更具重要作用（P<0.05）；此外，pH、C/N、NH4+-N和NO3--N含量驱动了玄武湖湖滨带N2O排放通量的变化，而NO2--N、LOI和TN含量是玄武湖湖滨带潜在反硝化和厌氧氨氧化速率的主要驱动因子.
关键词：反硝化,厌氧氨氧化（ANAMMOX）,氧化亚氮（N2O）,城市湖泊湖滨带,湿地植物,反硝化微生物,
