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目前世界范圍內(nèi)生物活性氮的增加已經(jīng)嚴重超出了其安全操作空間，導致各類水體氮負荷急劇增加。氮過量輸入可能會對水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生系列負面效應，包括水體酸化、生物多樣性銳減、水生生物生長受到脅迫等。此外，過量氮輸入還會影響沉積物磷釋放，磷釋放是當今湖泊富營養(yǎng)化治理面臨的重要瓶頸之一，尤其是淺水湖泊。
近日，中國科學院水生生物研究所王洪鑄研究員團隊在環(huán)境領(lǐng)域期刊Water Research上先后發(fā)表2篇論文，分別揭示了氨氮（NH4+）和硝氮（NO3-）對沉積物磷釋放的影響及其機制。研究通過監(jiān)測水體總磷（TP）、泥-水界面可移動磷（Labile P）和環(huán)境生物參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)NH4+≤4 mg/L對沉積物磷釋放無明顯作用，NH4+≥8 mg/L可通過刺激藻類生長進而增加堿性磷酸酶活性（APA）促進磷釋放（圖1）。NO3-≤5 mg/L對磷釋放無明顯作用，NO3-≥7 mg/L對磷釋放有雙效應：既能通過刺激藻類生長對磷釋放起促進作用，又能通過增加沉積物氧化性對磷釋放起抑制作用，兩者相互抵消的結(jié)果是NO3-對磷釋放無明顯作用（圖2）。
圖1. 薄膜擴散梯度技術(shù)監(jiān)測氨氮添加前后上覆水（0~20 mm）和沉積物（-20~0 mm）中可移動磷（labile P）的一維分布情況
圖3. 氨氮和硝氮影響沉積物磷釋放的閾值與機制
本研究獲國家重點研發(fā)計劃（2018YFD0900805）、水體污染控制與治理科技重大專項（2017ZX07302-002）、淡水生態(tài)與生物技術(shù)國家重點實驗室（2019FBZ01）和中國科學院青年創(chuàng)新促進會優(yōu)秀會員（2018年）資助。水生所為該論文的第一完成單位和通訊單位。馬碩楠博士（現(xiàn)就職于寧波大學）為論文的第一作者，王海軍副研究員（現(xiàn)就職于云南大學）和王洪鑄研究員為通訊作者。
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