近日,梁子湖国家站刘春花教授课题组在湖泊生态修复研究领域取得新进展,研究成果以“Restoration of submerged vegetation modulates microbial communities to decrease nitrogen and phosphorus loads in sediment-water systems”为题发表在国际学术期刊Water Research上。
该研究在湖北枝江金湖构建了不同物种丰富度的沉水植物群落,在植物生长的不同阶段监测了沉积物-水体系统中的理化性质、氮磷动态以及沉积物微生物群落的结构和功能变化。研究结果显示,沉水植物恢复显著降低了沉积物-水体系统中的氮磷负荷,也改变了沉积物微生物群落的组成及其氮磷循环功能。沉水植被恢复后,微生物群落中与固氮、有机氮代谢、硝酸还原和硝化相关的功能基因丰度平均减少了2.95%,与反硝化和氮限制反应调控相关的基因丰度增加了20.24%,而与磷循环过程相关的基因丰度增加了7.29%。
沉积物中氮磷超标是湖泊水体富营养化的原因之一,沉水植被恢复则是改善湖泊富营养化的有效措施。但是先前对沉水植物消减湖泊氮磷机制的研究主要集中在沉水植物对氮磷元素的吸收转化以及对水环境和沉积物物化性质的稳定和改善。该研究在前人研究的基础上进一步揭示了沉水植被恢复通过调控沉积物微生物群落削减湖泊氮磷的新机制,为富营养化湖泊的生态修复提供了更深入的理论指导。
该研究工作得到了中央高校基本科研业务费专项资金(2042020kf1025)、国家自然科学基金(42301068)和国家重点研发计划(2022YFC3204103)等的支持。武汉大学生命科学学院梁子湖生态站已毕业博士余炜诚和高级工程师王力功为共同第一作者,青年教师范书锋和刘春花教授为共同通讯作者。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122835
沉水植被恢复对湖泊沉积物-水体系统中氮磷负荷调控示意图