r-IPT_(ra)与r-IPT_V在淡水沉积物脱氮速率研究中的对比分析

正确评估淡水环境中沉积物脱氮效应对理解淡水系统氮循环过程具有重要的科学意义,修正^(15)N同位素配对技术(revised ^(15)N isotope pairing techniques,r-IPT)可同时评估沉积物柱样中反硝化与厌氧氨氧化速率及其脱氮贡献。本文利用流动柱样培养实验,首次在淡水系统中对比了利用泥浆实验提供参数的r-IPT_(ra)与由柱样培养实验本身提供参数的r-IPT_V计算沉积物脱氮速率的差异性,并评估了秋季太湖不同沉积环境脱氮速率。研究表明:(1)泥浆实验结果表明,太湖梅梁湾与胥湖沉积物中均存在反硝化与厌氧氨氧化作用。(2)r-IPT方法的基本假设在研究区域均成立。其中,r-IPT_V得到的两湖区沉积物原位脱氮速率均与添加15NO-3浓度无关,表明r-IPT_V对沉积物脱氮速率评估具有更好的计算精度。(3)r-IPT_V计算结果表明,梅梁湾与胥湖沉积物反硝化、厌氧氨氧化、脱氮速率分别为3.09、1.47、4.56μmol/(m2·h)与0.69、0.02、0.71μmol/(m^2·h),厌氧氨氧化对两湖区沉积物脱氮贡献率(ra)分别为32.2%与3.3%。(4)对比r-IPT_(ra)与r-IPT_V在两个湖区的计算结果,当ra较低时(3.3%),r-IPT_(ra)与r-IPT_V计算的沉积物脱氮速率及厌氧氨氧化速率接近;而当ra较高时(32.2%),r-IPT_(ra)显著高估沉积物脱氮速率,低估厌氧氨氧化贡献率。