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文章简介
反硝化、厌氧氨氧化和DNRA（硝酸异化还原成铵盐）等N还原途径被认为是调控河口和沿海生态系统中活性N的主要过程，而nirS、厌氧氨氧化16S rRNA和nrfA基因通常分别作为相应的生物标记基因。过度的人为输入造成了进入河口和海岸的活性氮量大幅增加(> 150%)严重影响了氮平衡，导致富营养化、缺氧、有害藻华等严重的生态环境问题。因此，充分了解这些相互竞争过程的调控对河口生态系统氮循环的预测和管理具有重要意义。
河口和沿海湿地是淡水和咸水混合的关键过渡地带，从陆地到海洋产生了显著的盐度梯度。与此同时，河口水体盐度随季节变化而显著变化。先前的研究表明，盐度的增加可能影响与N去除有关的微生物活动，但河口和海岸沉积物中反硝化、厌氧氨氧化和DNRA对盐度波动的具体响应及其潜在的控制机制仍不确定。
近日， Zheng et al (2024) 在Marine Pollution Bulletin上发表论文"Effects of salinity on nitrogen reduction pathways in estuarine wetland sediments"。该研究利用珠江口湿地表层沉积物进行盐度处理培养实验，研究不同盐度水平(0~35‰)对NO3-还原过程的影响，从而揭示了受盐度变化影响的河口湿地N减少途径对评估N命运和控制N平衡的潜在意义。
主要内容
图1研究区域和采样点
表1 培养前和培养后（60天）的物理化学性质的均值±标准差
图2 不同盐度水平下，氮循环速率的模式、相关基因丰度以及反硝化作用、厌氧氨氧化作用和异化硝酸盐还原对总NO3-还原的相对贡献（DEN%、ANA%和DNRA%）在60天培养期间的变化
图3 氮循环速率与相关功能基因丰度的相关性
图4 氮循环速率的标准化值、相关基因丰度，以及反硝化作用、厌氧氨氧化作用和异化硝酸盐还原对总NO3-还原的相对贡献与盐度梯度的线性拟合
表2 本研究中氮还原速率及相关基因丰度对盐度的响应与其他河口沉积物中的比较
图5 河口湿地沉积物NO3-还原速率随盐度变化的动态示意图
主要结论
本研究采集了南沙湿地红树林湿地0-5cm的表层沉积物，进行了为期60天的微观实验，并设置了不同的盐度(0、5、15、25和35 ‰)，以探讨盐度在控制河口湿地沉积物中氮损失和氮保留中的重要作用。结果表明：盐度变化对河口和滨海湿地沉积物理化性质、NO3-还原过程及相关功能基因丰度的时间效应产生影响。
(1) 在不同的盐度条件下，沉积物中有机质、NH4+、NO3-、硫化物、Fe2+等理化性质发生了显著变化。
(2) 盐度升高对NO3-还原电位和相关功能基因丰度都有抑制作用，而氮损失和氮保留之间的分配基本上不受盐度变化的影响。
(3) 在三种NO3-还原途径中，厌氧氨氧化细菌表现出广泛的耐盐性，而反硝化和DNRA都表现出相对有限的动态范围。
文章来源：
Hao Zheng, Zhengxin Yin, Liang Chen, et al. Effects of salinity on nitrogen reduction pathways in estuarine wetland sediments, Marine Pollution Bulletin, Volume 207, 2024, 116834, ISSN 0025-326X.
https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.116834.
编辑：须歆
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