本地红树林和入侵型雀麦草的落叶对沿海沉积物氮去除的影响

《Plant and Soil》：The impact of leaf litter from native mangrove and invasive cordgrass on coastal sediment nitrogen removal

　　

摘要

背景

源自落叶的有机物质是沿海湿地中碳储存的重要来源，同时也是活性氮生物地球化学循环的关键驱动因素。然而，其在沉积物中活性氮去除以及由此产生的氧化亚氮生成方面的影响尚未得到研究，尤其是在生物入侵的背景下。

方法

我们采用了¹⁵N同位素追踪技术并结合污泥培养实验，来研究本地红树（Kandelia candel，KC）和入侵性盐草（Spartina alterniflora，SA）的落叶如何影响不同河口和湿地沉积物中的反硝化、厌氧氨氧化以及氧化亚氮生成的速率。

结果

与河口沉积物相比，红树沉积物中的背景反硝化潜力更高，而厌氧氨氧化潜力则显著更低。无论是本地KC还是入侵性SA的落叶，都能提高河口沉积物中的反硝化潜力，但却显著抑制湿地沉积物中的反硝化作用。同时，无论来源或采样区域如何，这两种类型的落叶都会抑制厌氧氨氧化作用。值得注意的是，添加任意一种落叶后，多达90%的反硝化产物会以氧化亚氮的形式释放出来。这种反硝化过程的解耦可能会直接导致湿地和河口沉积物中出现脉冲式的氧化亚氮排放。

结论

总体而言，我们的研究结果表明，尽管本地和入侵性落叶对沉积物中总氮去除的影响因环境条件而异，但两者都可能显著增加沿海沉积物释放氧化亚氮的风险。这些发现为理解落叶引发的生物地球化学变化如何调节沿海生态系统中的氮去除与温室气体产生之间的平衡提供了新的机制视角。