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目前世界范围内生物活性氮的增加已经严重超出了其安全操作空间，导致各类水体氮负荷急剧增加。氮过量输入可能会对水生态系统产生系列负面效应，包括水体酸化、生物多样性锐减、水生生物生长受到胁迫等。此外，过量氮输入还会影响沉积物磷释放，磷释放是当今湖泊富营养化治理面临的重要瓶颈之一，尤其是浅水湖泊。
近日，中国科学院水生生物研究所王洪铸研究员团队在环境领域期刊Water Research上先后发表2篇论文，分别揭示了氨氮（NH4+）和硝氮（NO3-）对沉积物磷释放的影响及其机制。研究通过监测水体总磷（TP）、泥-水界面可移动磷（Labile P）和环境生物参数的变化，发现NH4+≤4 mg/L对沉积物磷释放无明显作用，NH4+≥8 mg/L可通过刺激藻类生长进而增加碱性磷酸酶活性（APA）促进磷释放（图1）。NO3-≤5 mg/L对磷释放无明显作用，NO3-≥7 mg/L对磷释放有双效应：既能通过刺激藻类生长对磷释放起促进作用，又能通过增加沉积物氧化性对磷释放起抑制作用，两者相互抵消的结果是NO3-对磷释放无明显作用（图2）。
图1. 薄膜扩散梯度技术监测氨氮添加前后上覆水（0~20 mm）和沉积物（-20~0 mm）中可移动磷（labile P）的一维分布情况
图3. 氨氮和硝氮影响沉积物磷释放的阈值与机制
本研究获国家重点研发计划（2018YFD0900805）、水体污染控制与治理科技重大专项（2017ZX07302-002）、淡水生态与生物技术国家重点实验室（2019FBZ01）和中国科学院青年创新促进会优秀会员（2018年）资助。水生所为该论文的第一完成单位和通讯单位。马硕楠博士（现就职于宁波大学）为论文的第一作者，王海军副研究员（现就职于云南大学）和王洪铸研究员为通讯作者。
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