反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)是湿地生态系统中耦合碳氮循环的重要生物地球化学过程,对于削减湿地甲烷(CH_(4))排放与缓和全球气候变暖具有重要意义。河流入湖口是流域碳、氮汇集场所,也是CH_(4)释放的热点区域,然而其DAMO及调控机制尚...反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)是湿地生态系统中耦合碳氮循环的重要生物地球化学过程,对于削减湿地甲烷(CH_(4))排放与缓和全球气候变暖具有重要意义。河流入湖口是流域碳、氮汇集场所,也是CH_(4)释放的热点区域,然而其DAMO及调控机制尚未明晰。本研究以鄱阳湖湿地为研究区域,于2021年2月(冬季)和6月(夏季)在赣江口、饶河口、抚河口、修水口、信江口和非河流入湖口采集表层(0~5 cm)沉积物样品,采用13C同位素示踪技术,量化不同河流入湖口DAMO过程的潜在速率。结果表明:(1)鄱阳湖湿地DAMO过程速率存在显著季节性与空间异质性(p<0.01)特征。夏季亚硝酸盐型(NO2--DAMO)和硝酸盐型(NO3--DAMO)平均速率分别为18.71和17.92 nmol/(g·d)(以CO_(2)计),显著高于冬季[5.66和5.72 nmol/(g·d)]。抚河口DAMO过程速率最高,其次为信江口,饶河口最低。(2)沉积物中mcrA基因丰度显著高于pmoA(p<0.05),夏季二者平均值分别为3.0×10^(7)与2.9×10^(7) copies/g,冬季分别为2.3×10^(7)与2.2×10^(7) copies/g,pmoA与mcrA基因丰度对DAMO过程速率的贡献度最高(p<0.01)。(3)湿地沉积物中TOC、Fe^(2+)和Fe3+含量变化改变了mcrA和pmoA基因丰度,并成为影响DAMO过程速率的关键环境因子。(4)湿地沉积物每年通过DAMO可消耗1.39×10^(4) t CH_(4)和3.3×10^(4) t NOx-,约占鄱阳湖年均CH_(4)排放通量的26.88%以及流域活性氮输入总量的2.76%。研究显示,鄱阳湖沉积物DAMO过程具有显著的时空变化,且受到多种环境因子的调控;DAMO过程具有增加CH_(4)氧化和减轻过量硝酸盐的双重作用,对于湖泊湿地生态系统CH_(4)和氮素削减具有重要意义。展开更多
文摘反硝化型甲烷厌氧氧化(DAMO)是湿地生态系统中耦合碳氮循环的重要生物地球化学过程,对于削减湿地甲烷(CH_(4))排放与缓和全球气候变暖具有重要意义。河流入湖口是流域碳、氮汇集场所,也是CH_(4)释放的热点区域,然而其DAMO及调控机制尚未明晰。本研究以鄱阳湖湿地为研究区域,于2021年2月(冬季)和6月(夏季)在赣江口、饶河口、抚河口、修水口、信江口和非河流入湖口采集表层(0~5 cm)沉积物样品,采用13C同位素示踪技术,量化不同河流入湖口DAMO过程的潜在速率。结果表明:(1)鄱阳湖湿地DAMO过程速率存在显著季节性与空间异质性(p<0.01)特征。夏季亚硝酸盐型(NO2--DAMO)和硝酸盐型(NO3--DAMO)平均速率分别为18.71和17.92 nmol/(g·d)(以CO_(2)计),显著高于冬季[5.66和5.72 nmol/(g·d)]。抚河口DAMO过程速率最高,其次为信江口,饶河口最低。(2)沉积物中mcrA基因丰度显著高于pmoA(p<0.05),夏季二者平均值分别为3.0×10^(7)与2.9×10^(7) copies/g,冬季分别为2.3×10^(7)与2.2×10^(7) copies/g,pmoA与mcrA基因丰度对DAMO过程速率的贡献度最高(p<0.01)。(3)湿地沉积物中TOC、Fe^(2+)和Fe3+含量变化改变了mcrA和pmoA基因丰度,并成为影响DAMO过程速率的关键环境因子。(4)湿地沉积物每年通过DAMO可消耗1.39×10^(4) t CH_(4)和3.3×10^(4) t NOx-,约占鄱阳湖年均CH_(4)排放通量的26.88%以及流域活性氮输入总量的2.76%。研究显示,鄱阳湖沉积物DAMO过程具有显著的时空变化,且受到多种环境因子的调控;DAMO过程具有增加CH_(4)氧化和减轻过量硝酸盐的双重作用,对于湖泊湿地生态系统CH_(4)和氮素削减具有重要意义。
