太湖春夏两季反硝化与厌氧氨氧化速率的空间差异及其影响因素

来源：环境科学杂志2021年第1期北京时间：

作者：赵锋,许海,詹旭,朱广伟,郭宇龙,康丽娟,朱梦圆

单位：江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122,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 210008,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 210008,江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122,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 210008,江南大学环境与土木工程学院, 无锡 214122,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 210008,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 210008

摘要：反硝化和厌氧氨氧化是湖泊的重要脱氮过程，对维持湖泊氮素平衡具有重要意义.为了解大型富营养化浅水湖泊——太湖反硝化和厌氧氨氧化速率的时空变化及其影响因素，于2020年春季和夏季选择太湖的梅梁湾、贡湖湾、竺山湾、大浦口、胥口湾和湖心区采集无扰动泥柱，利用15N同位素示踪技术，在恒温水浴条件下开展反硝化和厌氧氨氧化流动培养实验.结果表明，春季太湖不同湖区反硝化和厌氧氨氧化速率的空间分布差异较大，反硝化速率为（27.74±8.45）~（142.43±35.54）μmol·（m2·h）-1，厌氧氨氧化速率为（2.35±1.06）~（17.95±8.66）μmol·（m2·h）-1，厌氧氨氧化对脱氮的贡献率相对较低，为（7.82±1.71）%~（11.20±1.53）%.夏季竺山湾脱氮速率最高，反硝化和厌氧氨氧化速率分别高达（165.68±62.14）μmol·（m2·h）-1和（33.56±10.66）μmol·（m2·h）-1，厌氧氨氧化对脱氮贡献率达到了（16.85±1.78）%，其他湖区的脱氮速率相对较低，且没有十分显著的空间差异，反硝化和厌氧氨氧化速率分别为（25.47±10.46）~（42.50±16.46）和（2.65±0.94）~（5.95±2.65）μmol·（m2·h）-1，厌氧氨氧化对脱氮的贡献率为（13.62±1.95）%~（7.24±1.78）%.总体来说，夏季反硝化速率要普遍低于春季，而厌氧氨氧化速率相对于春季并无明显下降.统计分析表明，反硝化和厌氧氨氧化速率与底物氮浓度呈显著的相关性（P<0.01），说明氮浓度是不同湖区脱氮速率差异的主要控制因素.此外，厌氧氨氧化对脱氮的贡献率与叶绿素a的浓度呈现显著的正相关性（P<0.05），说明蓝藻水华对厌氧氨氧化脱氮贡献率的变化有很大的影响，具体的影响机制还有待进一步研究.

关键词：反硝化,厌氧氨氧化,太湖,硝酸盐,脱氮速率,