土地利用變化對區域水環境乃至全球氣候變暖都存在著顯著影響。反硝化過程能有效降低水體中的氮含量以及富營養化水平,是淺水湖泊最重要的脫氮途徑。前人研究已經闡明水質、底泥性質以及水生植物的群落結構都可能在一定程度上影響湖泊的反硝化脫氮能力,但到目前為止,學術界對流域土地利用影響湖泊反硝化過程的機理還缺乏基本了解。
中國科學院武漢植物園的劉文治、姚璐和劉貴華等科研人員測定了長江中下游地區20個淺水湖泊67個底泥樣品的潛在反硝化、背景反硝化、N2O產量以及相對N2O產量等參數。研究發現,流域土地利用對湖泊水質和底泥性質都存在顯著性影響,但對水生植物的多樣性及生物量沒有影響。底泥的反硝化和N2O產量僅僅與水質參數顯著相關。結構方程模型(SEM)分析表明流域內的人類活動(包括農業和城市土地利用)主要通過改變水質來影響湖泊底泥的反硝化能力和N2O產量。
相關研究結果發表于歐洲地球科學聯盟(EGU)主辦的學術期刊Biogeosciences。研究受到國家自然科學基金(31570535)和國家水專項(2013ZX07102–005)的聯合資助。
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流域人類活動(HDL)影響湖泊底泥反硝化和N2O產量的路徑分析