温度对湖湾沉积物垂向氮吸附特征影响的研究

沉积物中氮是上覆水体营养盐的主要来源之一,垂向各层沉积物对上覆水体中氮含量的贡献不同,温度对各层沉积物氮释放影响较大。该研究在调查藻型湖湾上覆水和沉积物氮素空间分布的基础上,开展温度对沉积物垂向氮吸附特征的影响研究,揭示微生物群落在此过程中的响应。结果显示,研究区域水体总氮最高可达2.85 mg/L,沉积物表层总氮含量最高,在958.23~1 123.54 mg/kg之间。沉积物吸附动力学结果表明,沉积物对氨氮的吸附主要发生在前2 h,不同温度下平衡吸附量(Q_(e))随温度的降低而增大(15℃时Q_(e)均值为0.68 mg/g)。吸附等温实验结果表明,沉积物对氨氮的理论最大吸附量(Q_(max))为3.13~32.25 mg/g,其中在25℃下,底层沉积物Q_(max)最高可达32.25 mg/g。表层沉积物氨氮的平衡吸附浓度(ENC_(0))均高于上覆水中氨氮浓度,达0.22~2.78 mg/L,中、底层沉积物ENC_(0)均小于0.17 mg/L,低于间隙水氨氮浓度,表明表层沉积物中氨氮有向上覆水释放的风险,中、底层沉积物氨氮释放风险较小。此外,微生物群落结构分析显示,沉积物表层比中、底层含有更多脱氮功能微生物(变形菌门中的类固醇杆菌属)优势菌落;冗余分析结果显示叶绿素a含量是影响微生物群落丰度的重要因素之一。