红树林沉积物反硝化和厌氧氨氧化速率的时空变化及环境响应

摘要

为研究红树林退塘还林过程对沉积物氮循环速率的影响,使用15N同位素示踪技术研究原生红树林区域(原生区)、修复红树林区域(修复区)和退养鱼塘区域(鱼塘区)3种生境的红树林沉积物反硝化与厌氧氨氧化速率的时空分布特征,并分析影响沉积物反硝化与厌氧氨氧化速率的环境因素。结果表明:1.不同生境沉积物理化因子存在季节性差异,沉积物反硝化速率具有空间差异。旱季修复区反硝化速率(14.39nmol·g^(-1)·h^(-1))与鱼塘区(11.48 nmol·g^(-1)·h^(-1))相比未有明显差异,但显著高于原生区(8.08 nmol·g^(-1)·h^(-1))(P<0.05);雨季修复区反硝化速率(11.67 nmol·g^(-1)·h^(-1))与原生区(11.29 nmol·g^(-1)·h^(-1))、鱼塘区(9.62 nmol·g^(-1)·h^(-1))相比无明显生境差异;不同生境的反硝化速率无明显季节性差异。2.沉积物厌氧氨氧化速率具有时空差异。旱季不同生境沉积物厌氧氨氧化速率变化趋势与反硝化速率相似:旱季修复区厌氧氨氧化速率(0.52 nmol·g^(-1)·h^(-1))最高,显著高于原生区(0.10 nmol·g^(-1)·h^(-1))(P<0.05);雨季不同生境沉积物厌氧氨氧化速率差异不明显。原生区沉积物厌氧氨氧化速率具有明显的季节差异,雨季明显高于旱季(P<0.05)。对各环境因子与沉积物反硝化速率和厌氧氨氧化速率进行相关性分析发现,沉积物温度、盐度、氨氮、硝氮与不同季节沉积物反硝化和厌氧氨氧化速率的相关性存在一定差异,不同生境沉积物的温度、氨氮和硝氮与反硝化速率和厌氧氨氧化速率具有明显的相关性,反硝化速率与厌氧氨氧化速率两者在红树林区域存在明显的协同。研究结果为红树林的生态修复和清退工作的效果及阶段评估提供科学支持。