浮水植物-底泥-微生物系统对富营养化水体氮的净化作用

作者：邬淑婷; 周之栋; 华建峰^*; 殷云龙; 薛建辉

来源：生态与农村环境学报, 2021, 37(10): 1341-1351.

DOI：10.19741/j.issn.1673-4831.2021.0091

• 植物吸收
• 富营养化水体
• N沉降
• 灭菌
• 微生物功能

浮水植物有较大的水深适应范围,繁殖能力强,对营养物质具有较强的吸收能力,而且便于种植、收割和日常管理,被广泛应用于控制水体富营养化。除了植物的吸收及根区效应外,底泥的吸附与截留、微生物降解等途径也可以去除水中的污染物。但是,在同一近自然实验体系内,植物、底泥和微生物等在水体营养物质去除过程中发挥的作用尚不明确。笔者通过模拟湿地生态系统,研究水体、植株、底泥N含量以及根际微生物群落结构等的变化,阐明浮水植物-底泥-微生物系统中各途径在富营养化水体N的净化过程中发挥的作用。结果表明,处理40 d后,中、高N浓度系统中对照组和植物组水体NH4+-N、NO3--N和TN的去除率均高于87%,且大多数情况下2组处理之间没有显著差异。睡莲(Nymphaea tetragona)更适应在高N环境中生长,不仅生物量显著高于其他植物,且其对N的积累量也最高。低N和中N系统,对照组底泥的无机氮(IN)含量显著高于植物组,而在高N系统,IN含量在2组之间没有显著差异,且均表现出累积效应。此外,与对照组相比,植物组底泥的根际细菌α多样性指数和群落结构无显著变化。与未灭菌处理相比,底泥灭菌后水体TN、NH4+-N及底泥IN含量显著升高。该研究证明了在富营养化水体N净化过程中,除了植物吸收外,微生物作用和底泥的吸附与截留同样发挥着重要作用,这为湿地系统中富营养化水体N的高效去除提供了科学依据。

• 单位
  南京中山植物园; 江苏省中国科学院植物研究所