生物炭添加对人工湿地氨气排放的影响研究——基于微生物群落组装机制分析

基于中宇宙模拟实验,探究了不同生物炭添加比例对表流人工湿地脱氮性能及氨气减排效果的影响及作用机理,并通过机器学习和基于系统发育分箱的零模型(iCAMP)进一步探讨了其中的微生物学机制.结果表明,与未添加生物炭的对照组相比,添加50%的生物炭显著促进了人工湿地中氨氧化菌(如Chloroflexi、Rhodocyclaceae)的生长,增强了系统内氨氮的转化,减少了32%的氨气排放量.随机森林模型筛选得到的敏感微生物物种(如Planctomycetes、Parcubacteria)可作为指示氨挥发排放通量的初步指标.人工湿地基质中生物炭的比例与群落结构的变化存在密切联系.生物炭添加比例的升高导致物种系统发育结构聚集并促进了与碳、氮循环相关的特定功能细菌群落(如Gammaproteobacteria、Deltaproteobacteria)的生长和建立.本研究为揭示控制人工湿地微生物群落的驱动因素提供了新的视角,对生物炭在人工湿地中的实际应用具有指导意义.