湿地厌氧氨氧化与氮去除

       过去几十年里,人类活动导致了中国沿海湿地生态系统中活性氮的大量累积。尽管厌氧氨氧化过程作为一个重要的脱氮过程已逐渐被认识,然而在活性氮富集的沿海湿地生态系统中厌氧氨氧化的动态变化及其对总脱氮的贡献还知之甚少。为此,利用氮稳定同位素示踪技术分析了中国沿海湿地潜在厌氧氨氧化速率,并利用分子生物学技术探讨了厌氧氨氧化速率与厌氧氨氧化菌群动态及丰度的耦合关系。研究发现中国沿海湿地生态系统具有很高的厌氧氨氧化菌多样性,检测到Candidatus Scalindua、Kuenenia、Brocadia以及Jettenia这4个已命名厌氧氨氧化菌属。厌氧氨氧化速率与厌氧氨氧化菌的丰度呈现出显著的相关关系,而与厌氧氨氧化菌的多样性水平相关关系不明显。在所测环境因子中,温度是影响厌氧氨氧化过程的关键环境因素,在其影响下厌氧氨氧化菌群组成、多样性及其活性在中国沿海湿地沿纬度方向呈现出规律性变化。基于氮稳定同位素示踪实验,厌氧氨氧化在研究区对总脱氮量的贡献约为3.8-10.7%。据估算,厌氧氨氧化与反硝化过程每年可共同消除中国沿海湿地外源无机氮总输入量的20.7%。  
 
Fig. 2. Spatiotemporal variations of anaerobic ammonium oxidation (anammox) rates (a) and associated contribution (b) to nitrogen loss at each sampling site.
 
Fig. 3. UniFrac weighted PCoA analysis of anaerobic ammonium oxidation (anammox) bacterial assemblages as revealed by the 16S rRNA gene sequences. S and W in parentheses represent summer and winter samples, respectively.
       相关成果在Scientific Reports上发表,全文见: