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陈能汪课题组在红树林-河口系统氮循环方面取得可喜进展

发布时间:2019-06-04

陈能汪课题组以河流-河口-湿地生态系统为整体研究对象,主攻人类活动及全球变化下环境生物地球化学过程、通量与效应。基于现场长期观测、实验、模型和多学科交叉方法,系统研究陆海界面营养盐和碳的形态、分布、输运和转化及其调控机制2016-2018年间,课题组依托黄邦钦教授发起的“滨海湿地-河口系统多界面碳循环过程与通量”蓝碳团队项目,通过野外观测和室内培养,应用精细观测技术、同位素示踪技术和分子生物学技术,从多学科交叉视角揭示红树林成为河口无机氮源或氮汇的主控过程和机理。相关成果于20194月在国际期刊Journal of Geophysical Research: Biogeosciences上发表。

 

红树林作为陆海界面重要的湿地生态系统,可为人类提供多种生态系统产品与服务,包括营养盐循环、水质净化和碳的埋藏与储存(蓝碳)。红树林沉积物是地球圈层的中心,与水圈、大气圈和生物圈有强烈的相互作用与反馈。然而,控制红树林与邻近河口之间营养盐交换的界面过程与宏微观机制仍不清楚。本研究以福建省漳江口红树林为研究对象,2016年起,项目组通过季节性大面观测、潮周期定点观测、沉积物剖面观测,并结合氮氧碳同位素、氮功能菌等多学科指标的系统分析,探明潮汐控制下的红树林-河口之间氮素交换规律以及沉积物中氮循环与横向输出的主控过程,总结红树林-河口系统氮的源汇格局及其调控因子。研究发现:(1)红树林沉积物是氨氮的源、硝氮的汇。红树林沉积物富碳、还原性强,氨化与强反硝化是关键过程;(2)反硝化过程是沉积物中硝氮去除的重要路径,此过程中伴随着N2的产生和温室气体N2O的排放;(3)整体上,红树林相对河口在春季和冬季是无机氮的源,在夏季和秋季是无机氮的汇。初步揭示微生物(氮功能菌)驱动与潮汐泵(潮差大小)是红树林沉积物氮的转化与横向输出的重要调控机制。该研究区分了不同形态无机氮(氨氮和硝氮)在源汇关系和主控过程方面的差异,提升了对红树林湿地氮循环及其对河口生态环境影响的科学认知。这些科学发现可为实施陆海统筹战略、海岸带生态环境保护和修复提供参考。

该研究成果发表在国际主流期刊《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》(JCR二区,2018年影响因子3.439)。论文由2016级硕士研究生王芬芳、环生院陈能汪教授、2016级硕士研究生严婧、2017级博士研究生林静婕、海地院郭卫东教授、海地院程鹏教授、中国海洋大学刘茜副教授、环生院黄邦钦教授、生科院田蕴教授共同署名。

以上研究获得滨海湿地生态系统教育部重点实验室(WELRI201601)、近海海洋环境科学国家重点实验室(MELRI1603)、中央高校基本科研业务费项目(20720180118)的资助。感谢漳江口红树林国家级自然保护区和当地村民的支持和帮助。


全文链接:

       Fenfang Wang, Nengwang Chen*, Jing Yan, Jingjie Lin, Weidong Guo, Peng Cheng, Qian Liu, Bangqin Huang, Yun Tian. Major processes shaping mangroves as inorganic nitrogen sources or sinks: Insights from a multidisciplinary study. Journal Geophysical of Research: Biogeosciences, 2019, 124: 1-15.

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2018JG004875

 

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