积雪增强通过植物-微生物互作提升寒区人工湿地生态功能

本研究揭示了寒区人工湿地(CWs)中积雪变化通过调控基质-植物-微生物互作，协同影响温室气体(GHG)排放(CO2、CH4、N2O)和营养盐去除(NH4+-N、TP)的机制，为优化寒区生态工程提供理论依据。

　　

Highlight

积雪增强通过植物-微生物互作提升寒区人工湿地生态功能

Effects of increased snowpack on substrate physicochemical properties

积雪增强处理(DS)显著改变了基质的水热条件。DS处理下湿地在3月19日解冻，比自然积雪(CK)处理提前13天(4月1日)。

Increased snowpack reduces CO₂ and N₂O emissions but enhances CH₄ emissions during the dormant period

研究发现DS处理在冬季产生保温效应，休眠期通过创造高湿度、强还原性基质环境，显著抑制微生物有氧呼吸和反硝化作用，降低CO₂和N₂O排放。但同时增强的厌氧发酵和产甲烷作用使CH₄排放增加。

Conclusions

本研究系统阐明了积雪增强调控寒区人工湿地生态功能的机制。结果表明DS处理在运行期通过促进芦苇(P. australis)再生，增强群落水平生物量和光合能力，其发达的通气组织促进根系径向氧损失(ROL)，改善基质氧化还原条件。虽然氧化作用增强刺激了微生物有氧呼吸和CO₂产生，但增强的光合作用抵消了这种效应，最终使净CO₂排放无显著变化。