富营养化珊瑚礁中底栖生物类群差异揭示：氮浓度提升对反硝化与DNRA潜能的边际效应

针对富营养化珊瑚礁氮循环调控机制不清的问题，研究人员采用15N同位素示踪技术，系统评估了涠洲岛珊瑚礁不同底栖类群（活珊瑚、藻类、沉积物等）的反硝化、厌氧氨氧化(anammox)和硝酸盐异化还原成铵(DNRA)潜能。发现除沉积物外，反硝化速率(0.1-5.6 mmol N m?2 d?1)显著高于DNRA，且石珊瑚Galaxea fascicularis与生物岩贡献率最高(27-41%)，氮浓度10-20 μM时速率无显著变化，为珊瑚礁氮负荷管理提供了关键依据。

　　

珊瑚礁生态系统的氮循环平衡对维持珊瑚健康至关重要。当低氮(N)环境被打破时，异化硝酸盐还原过程——包括将硝酸盐转化为氮气的反硝化(denitrification)、产生氮气的厌氧氨氧化(anammox)以及生成铵盐的硝酸盐异化还原成铵(DNRA)——就成为调控海水氮含量的关键阀门。

在涠洲岛珊瑚礁的精细研究中，科学家们运用¹⁵N同位素示踪这项"分子侦探术"，首次系统比较了活体珊瑚、藻垫、沉积物、生物岩和珊瑚碎屑等不同底栖"居民"的氮代谢能力。结果显示，除了沉积物这个"传统大户"外，石珊瑚Galaxea fascicularis和生物岩展现出惊人的反硝化活力(最高达5.6 mmol N m^?2 d^?1)，比DNRA过程(最高1.8 mmol N m^?2 d^?1)高出数倍，而anammox的贡献(<0.1 mmol N m^?2 d^?1)几乎可以忽略不计。

特别值得注意的是，当硝酸盐浓度从10 μM提升到20 μM时，这些底栖"净化器"的工作效率并未同步提升。这暗示在已富营养化的珊瑚礁区，单纯控制氮排放可能收效有限，更需要重点保护那些具有高效反硝化能力的"明星物种"——它们贡献了生态系统27-41%的氮移除能力。该发现为珊瑚礁修复提供了新的策略思路：在控制污染源的同时，应像保护"生态系统工程师"那样呵护关键底栖生物群落。