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为探究大型水生植物演替对污染物埋藏的影响，研究人员以天鹅泻湖为对象，结合沉积记录和环境 DNA（eDNA），分析其大型水生植物演替对 8 种 PAHs 埋藏能力（埋藏通量 / 释放密度）的影响。发现 1999 - 2020 年从海草（Zostera marina）向大型藻类（Chaetomorpha linum）演替，BAPAH呈上升趋势，为相关研究提供依据。
在广袤的地球生态系统中，沿海区域宛如大自然的 “净化器”，默默承载着众多有机污染物的归宿。然而，近年来，随着人类活动的加剧，大量有机污染物通过大气沉降、地表径流等途径涌入沿海生态系统，这些污染物最终大多被沉积物埋藏，从而降低对水生生态系统的生态风险。但沿海生态系统正面临着严峻的生态演替问题，如大型水生植物群落的组成和结构发生显著变化。
生态演替作为生物群落随时间推移的渐进式变化与重组过程，会影响水生生态系统中的碳循环，进而可能改变污染物的埋藏情况。然而，截至目前，大型水生植物的生态演替对污染物埋藏的影响仍不为人知。这一知识空白使得我们难以准确评估沿海生态系统在污染物管理中的作用，也无法为生态保护和修复提供科学依据。因此，开展大型水生植物生态演替与污染物埋藏能力之间关系的研究迫在眉睫。
为填补这一研究空白，中国的研究人员针对位于中国北方的典型海草床 —— 天鹅泻湖（Lagoon Swan）展开了深入研究。该研究成果发表在《Environmental Research》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：对天鹅泻湖的沉积物进行多方面分析，包括碳、氮、磷含量，粒度分布，稳定同位素以及大型水生植物的环境 DNA（eDNA），以此来重建生态演替过程。同时，考虑多环芳烃（PAHs）排放中的排放因子随时间的变化，对埋藏能力进行修正。
研究结果
大型水生植物生态演替过程
通过对沉积物各项指标和 eDNA 的分析，研究发现天鹅泻湖在 1999 年至 2020 年期间经历了大型水生植物从海草（Zostera marina）到大型藻类（Chaetomorpha linum）的生态演替。在 1979 - 1990 年，海草（Zostera marina）的分布面积占天鹅泻湖表面积的一半以上，但自 2000 年代以来大幅减少，而大型藻类如Chaetomorpha linum的水华在天鹅泻湖的海草床中频繁发生。
多环芳烃（PAHs）埋藏能力的变化
1999 - 2020 年期间，PAHs 的平均埋藏能力（BAPAH）在 0.48±0.61 到 1.17±1.41 之间，且在 2012 - 2020 年期间呈显著上升趋势（p<0.05）。BAPAH与 PAHs 的水溶性有关，水溶性较高的 PAHs 的 BAPAH更易受大型水生植物演替的影响。
影响埋藏能力的因素
海草（Zostera marina）的分布影响了细颗粒物质的积累，进而改变了 BAPAH。在 2012 - 2020 年期间，大型绿藻（Chaetomorpha linum）的水华增加了沉积物有机质含量和 BAPAH。
研究结论与讨论
本研究明确了天鹅泻湖大型水生植物从海草到大型藻类的演替过程，以及这一过程对 PAHs 埋藏能力的影响。研究发现，大型水生植物演替通过影响沉积物细颗粒物质积累和有机质含量，进而改变 PAHs 的埋藏能力，且 PAHs 的水溶性是影响其埋藏能力对演替响应的重要因素。
这一研究成果具有重要的科学意义和实际应用价值。在科学层面，它首次揭示了大型水生植物生态演替与污染物埋藏能力之间的关系，填补了该领域的研究空白，为深入理解沿海生态系统中污染物的迁移转化和归趋提供了新的视角。在实际应用方面，研究结果可为沿海生态系统的保护和修复提供科学依据，例如在进行生态修复时，需考虑不同大型水生植物群落对污染物埋藏的影响，合理选择和配置植物种类，以提高生态系统对污染物的净化能力。同时，也为制定针对性的污染物管理政策提供了理论支持，有助于更好地保护沿海生态环境和人类健康。
