长江中下游湖泊沉积物的关键脱氮过程及其影响因素研究

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3、明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研宄工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果。对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明或致谢。作者签各被漱曰期〇４＞沒：２＾耷中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，即中国科学院有权保留送交学位论文的副本，允许该论文被查阅，可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。

4、涉密的学位论文在解密后适用本声明。作者签名擬＃师签名：食汾曰期：挪Ｍ曰期：年坤７＾。Ｍ年句１摘要摘要一－沉积物硝化反硝化作用的最终产物是氮气和氧化二氮，能将氮素永久地移出，是水域生态系统的关键脱氮途径。长江中下游是我国湖泊分布最为广泛一且湖泊富营养化比例高达的区域之，８５．９％，研宄其湖泊沉积物关键脱氮过，对富营养化治理具有非常重要的意义程及其影响因子。一影响沉积物脱氮途径的因素可分为两类：是非生物因素，包括可用的温度、氮源；二，、碳源以及环境的溶氧量等是生物因素包括沉水植物和微生物一群落等。这两类因素对脱氮途径的调控可以

5、分为两种情形：是近端控制，即环境因子直接且实时影响微生物氮循环的相关酶活性；二是远端控制，即环境因子通过影响氮循环相关微生物的群落结构来影响相关酶活性，这个过程作用时间较近端控制长。尺度效应在生态学研宄中尤其重要，而流域土地利用对湖泊生态系统的影响越来越受到关注。本文以长江中下游湖泊为研究对象，运用流域尺度野外调查、单个典型湖泊案例研宄以及室内受控试验相结合的研宄方法，对沉积物脱氮途径进行了研究：，主要结果如下２２，１．选取长江中下游个湖泊为研究对象调查了沉积物反硝化能力及其＋功能基因丰度、沉水植被，并据此分析了沉积物反硝、水质、

6、沉积物理化性质化作用的影响因素。结果表明，湖泊的非生物和生物因素均表现出明显的异质性，沉积物的反硝化作用相应的呈现出显著空间变化，。方差分解的结果显示水质是影响沉积物反硝化作用的主要因素。路径分析的结果揭示，水质对沉积物反硝化作用同时有直接或间接影响，其直接影响强于间接影响。生物因子（相关微生物和沉水植物群落结构）并不能解释湖泊沉积物的反硝化能力。因此，长江中下游湖泊中，非生物环境因子是沉积物脱氮途径的主要影响因素。２．长江中下游１０个代表性湖泊中，超富营养湖泊沉积物的硝化作用略高于富营养和中富营养湖泊。硝化作用速率与水质、沉积物理化性质显著相关

7、。Ｉ长江中下游湖泊沉积物的关键脱氮过程及其影响因素研宄路径分析结果表明流域土地利用对沉积物硝化作用有间接影响，沉积物总氮含５５－６０％量可以解释其间接影响的。此外，硝化作用相关的微生物功能基因丰度与流域土地利用方式也有显著相关关系，。然而功能基因丰度与沉积物硝化作一用速率无相关关系，且两者对水质富营养化程度的响应也不致。这些结果说，特别是沉积物理化性质明非生物因子，是影响沉积物硝化作用的关键因子。３．沉水植被退化是湖泊富营养化引起的严重生态问题，洪湖是长江中下游。通典型的浅水湖泊