NIGLAS
“地理科学摇篮 湖泊研究基地”
河流湿地受损导致脱氮效能下降与水质恶化
河流湿地修复是通过模拟自然湿地的结构与功能，依靠植被、底质和生物的共同作用实现河流水质净化，是基于自然的解决方案。已有研究多关注湿地建设与修复的生态环境效益，但鲜有系统评估湿地受损或生态退化对河流水质及脱氮效能的长期影响。
鉴于此，中国科学院南京地理与湖泊研究所李恒鹏团队张汪寿副研究员等人从丘陵区河流湿地受损的实际案例入手，通过对比分析湿地受损前后河流水质及脱氮过程的变化，试图回答以下问题：湿地在净化河流水质方面的总体表现如何？湿地受损后，河流原位脱氮过程如何变化？湿地强化脱氮的主要机制是什么？
图1 湿地受损前后河流上下游总氮浓度对比
围绕这些问题，研究发现湿地受损后河流氮素去除能力下降3/4，直接导致河流总氮浓度激增17%；研究证实湿地受损将驱动生态系统重构，引发水生态及氮循环过程一系列变化。
比如，湿地受损后自生碳源供给能力下降、拦截泥沙及缓冲上游脉冲式来水的能力显著减弱，直接对脱氮功能微生物菌群及代谢活性产生不利影响；水生植被破坏后，藻类将成为河流系统的主要初级生产者，在其集中暴发的时段，氮素被大量吸收并释放氧气，从而显著抑制河流反硝化脱氮作用；此外，湿地受损后还将显著提升水体的生物固氮能力，导致河流成为阶段性氮“源”而非氮“汇”。
图2 河流湿地受损前后脱氮速率时空差异对比
本项研究为全面认知河流湿地脱氮过程与机制提供了新的视角，对于评价湿地受损或退化对水环境的负面效应特别是其对原位脱氮效能的影响提供了关键依据。
图3 河流湿地受损前后氮循环过程的变化
上述研究成果发表在环境领域权威刊物Environmental Science & Technology上，研究得到了中科院“美丽中国”先导专项、国家自然科学基金、NIGLAS自主部署项目以及中国科学院青年创新促进会等联合资助。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c07404
