下雨影响“南水北调”水质？看科学家怎么解决 中科院之声 生物和非生物因子影响湿地反硝化速率的路径分析 作者刘文治，系中国科学院武汉植物园副研究员
下雨影响“南水北调”水质？看科学家怎么解决
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南水北调中线工程是实现我国水资源优化配置的重大战略工程，对于缓解京津冀地区水资源短缺以及促进京津冀地区经济协同发展具有十分重要的意义。中线工程水源地（丹江口水库及汉江上游）的水质安全受到全社会的高度关注。
面源污染是指地表污染物在降水冲刷作用下，通过径流过程进入江河、湖泊、水库等水体造成的污染，来源通常包括农业化肥、农村生活污水、养殖业和水土流失等。由于面源污染没有得到有效控制，目前水源地河流及丹江口水库的总氮 (TN) 和硝态氮 (NO3–N) 含量仍居高不下，水体存在较高的富营养化及水华暴发风险。
河岸带湿地是河流水生态系统和陆地生态系统之间的过渡带，具有较强的污染物削减能力，也是治理面源污染最经济有效的措施之一。河岸带湿地可以通过反硝化、厌氧氨氧化、植物吸收以及土壤固定等多种途径削减氮污染。反硝化途径是指在厌氧或缺氧条件下，反硝化细菌将NO3–N还原成一氧化二氮（N2O）和氮气（N2）的过程，被认为是湿地最重要的脱氮过程。非生物因子 (土壤性质、水质和地形地貌等) 和生物因子 (功能微生物和植被) 都与反硝化过程密切相关，但目前研究人员对土壤性质如何影响河岸带湿地反硝化速率还缺乏足够了解。
中国科学院武汉植物园博士生熊梓茜在刘文治副研究员、刘贵华研究员的指导下，以南水北调中线工程水源地的20处河岸带湿地为对象，研究了汉江河岸带湿地的反硝化脱氮能力及其控制因素。
研究人员发现，汉江干流河岸带湿地的潜在反硝化速率普遍偏低，且存在较强的季节和空间变化，春夏季湿地的反硝化速率显著高于秋冬季，而河岸带的反硝化速率显著低于水库滩涂。湿地反硝化速率与土壤含水量、硝态氮和总碳浓度、nirK和nirS基因丰度以及植物多样性都显著正相关。路径模型 (Path analysis) 分析进一步证明，土壤性质可以直接或通过改变反硝化细菌的丰度来间接调控河岸带湿地的反硝化速率。
科研人员表示，实施土壤改良和植被恢复等生态工程可有效提升中线水源地湿地的脱氮能力，维护水源地的水质安全，并确保实现“一江清水送北京”。
该研究得到了国家自然科学基金(31270583、31570463) 和中国科学院重点部署项目(ZDRW-ZS-2016-7) 的支持。研究结果以“Edaphicconditions regulate denitrification directly and indirectly by alteringdenitrifier abundance in wetlands along the Han River, China”为题，在线发表于学术期刊Environmental Science & Technology。
图1 南水北调中线水源地典型河岸带湿地景观
图2 生物和非生物因子影响湿地反硝化速率的路径分析
作者刘文治，系中国科学院武汉植物园副研究员 来源 ：https://www.zhihu.com/search?type=content&q=%E7%A1%9D%E5%8C%96%E5%8F%8D%E7%A1%9D%E5%8C%96%E9%80%9F%E7%8E%87%E5%A6%82%E4%BD%95%E8%AE%A1%E7%AE%97%EF%BC%9F
