微生物在湿地氮循环系统的效应分析_阮晓红

水资源保护◆2004年第6期　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基金项目:国家“十五”重大科技专项基金(2003AA601070)作者简介:阮晓红(1961—),女,江苏仪征人,教授,博士,主要从事污染物迁移转化规律研究、水生态系统修复研究.微生物在湿地氮循环系统的效应分析阮晓红,张　瑛,黄林楠,敖　静(河海大学环境科学与工程学院,江苏南京　210098)摘要:从湿地植物根区微环境研究出发,分析了湿地系统氮循环中微生物效应及其湿地植物为微生物生长提供的微生态系统功能。指出在湿地系统氮循环中的微生物过程(包括亚硝化、硝化、反硝化和异化作用等)是氮降解的主要过程,植物对营养物质的直接去除所占比例很小,但植物的生理特性从不同途径影响不同氮化合物的微生物转化。厌氧氨氧化过程是一种氮素转化的新途径,能同时将两种氮污染物(氨氮和亚硝酸氮)转化成气态氮,从而高效地减缓氮污染问题。好氧/厌氧界面在湿地植物根区微环境中的广泛存在及有关研究成果,说明了湿地氮循环系统中厌氧氨氧化过程存在的可能性。关键词:湿地植物;根区;微环境;氮循环;厌氧氨氧化中图分类号:P343.4;X172　　　文献标识码:A　　　文章编号:1004-6933(2004)06-0001-07　　湿地是地球表层重要的生态系统,自然湿地有“改善”相邻水体水质的能力[1],湿地系统可以通过养分循环,即微生物反硝化、生物量吸收以及沉积等作用,有效地减少水体中氮浓度[2]。总体上说,湿地系统中的营养物质氮主要由微生物的作用而去除[3,4],微生物在湿地系统中的物质和能量循环起着重要的作用,当然植物也是必不可少的,它们为微生物的生长提供良好的微生态环境,为好氧型微生物提供足够的氧气,同时也吸收一部分营养物质(主要是无机氮),但植物的吸收对氮的脱除作用微小[5]。氮循环是一个复杂的系统,生物圈中绝大部分氮以氮气的形式在大气中存在,氮气通过生物和非生物作用固定后被生物体所利用。固定生成的氨氮被同化成有机氮或转化成硝酸氮,硝酸氮又通过反硝化作用转化成氮气或一氧化二氮。气态氮的生成促使氮从生态系统中减少,增加大气圈中的氮气。不同的氮循环过程需要不同的条件,条件的不同又导致不同的氮转化反应空间分布的不同[6]。植物、微生物和介质在氮循环中所起的作用对氮污染的优化控制十分重要。氮的硝化和反硝化过程被认为