底栖动物扰动对城市河流沉积物-水系统CO_(2)和CH_(4)释放的影响研究

作者：史思捷; 黎鸿莉; 姚婧梅^*; 韩乐; 谭秋君; 刘亚丽; 韦冰; 于雪松; 王程成

来源：中国环境科学, 2023, 1-10.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20231218.001

• 底栖动物
• 扰动功能群
• 生物扰动
• 河流沉积物
• 温室气体

河流是温室气体的重要排放源，其沉积物是二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)产生的“热点场所”。沉积物中栖息的底栖动物会以其独特的扰动方式对沉积物的理化条件进行差异性改造，可能对温室气体释放产生潜在影响。本研究以具有不同扰动功能的黄色羽摇蚊幼虫(Chironomus flaviplumus)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)和椭圆萝卜螺(Radix swinhoei)为对象，通过微宇宙实验探究不同底栖动物扰动效应下的沉积物界面理化因子演变特性以及对温室气体释放的影响规律。结果表明不同扰动类型的底栖动物对沉积物-水界面的溶氧(DO)特征带来差异化改变，并影响了有机质的好氧/厌氧分解和碳素转化，进而改变了CO2和CH4的产生及释放量: 1)三种底栖动物对CO2和CH4释放的影响存在差异:苏氏尾鳃蚓对两种温室气体的释放呈现最强的促进作用(为对照组的1.59和1.64倍)，椭圆萝卜螺对两种温室气体释放的影响不显著，而摇蚊幼虫一定程度上抑制了CH4释放。2)尾鳃蚓扰动下更多的系统碳素被消耗(表层沉积物和上覆水的TC含量减少)并生成CO2和CH4从系统逸出，其最低的DO渗透深度也为有机物厌氧分解产生CH4创造了更有利的条件;萝卜螺仅在沉积物表面活动，对DO渗透深度以及系统TC和TOC改变较小，进而对温室气体释放的影响也最弱;摇蚊幼虫对CH4释放的抑制作用可能是由于其扰动增大了DO渗透深度，抑制了有机物厌氧分解。

• 单位
  重庆市规划设计研究院; 重庆大学; 三峡库区生态环境教育部重点实验室