路边的沟渠可以在水进入水道之前有效地将水中的氮去除。图片来源: Corianne Tatariw
路边的沟渠可以像天然湿地一样,在水进入水道之前有效地将水中的氮去除。图片来源: Corianne Tatariw
Source: Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

路边的沟渠汇集了落在路面的雨水以及草坪或田地里的径流。尽管沟渠在景观中无处不在,但它们的潜力远远超过了雨水管道。事实上,沟渠是人类制造的低地,经常扮演着湿地的角色,有起伏的水位和大量的植被和微生物。

在这些人造景观中,微生物和植被有能力将氮从流入的水中剥离出来,将其从系统中移除。在此过程中,沟渠中脱氮可以减少过量营养物质对下游的影响,如藻华和死区。

但沟渠脱氮的效果如何呢?到目前为止,人们对其知之甚少。

在一项新的研究中,Tatariw等人比较了森林、城市和农田附近的沟渠的脱氮情况,以及在每个地方生活的微生物种类。他们观察了阿拉巴马州莫比尔湾附近的三个不同的流域,并对沿双车道公路延伸的96个不同的沟渠进行了取样。每个流域代表沿森林、已开发土地或农业用地的沟渠。

为表征这些沟渠,研究小组考察了植物生物量、水中无机氮含量和土壤特征。因为微生物太小,即使用显微镜也无法识别,所以科学家们使用16S rRNA基因来识别和分析每个样本中的不同微生物。

最后,研究人员通过采集土壤样本、加水和制作沟渠材料浆料计算出了每个样本去除硝酸盐的潜力。通过在浆料中加入稳定的氮同位素(15硝酸盐),来观察样品中的微生物减少了多少氮。

研究发现沟渠中的微生物对硝酸盐(NO3 -)的去除潜力平均高达89%。尽管不同沟渠之间的土壤特征相似,研究小组指出,在人类活动普遍的城市和农业沟渠中,特定的微生物——如亚硝化球藻科、亚硝化索藻科、盖叶目和粘粒菌——更为丰富。

总的来说,沟渠被发现具有与湿地和河流等许多自然生态系统相类似的脱氮潜力。这项新的研究表明,路边的沟渠可能是去除环境中氮的重要区域。(Journal of Geophysical Research: Biogeoscienceshttps://doi.org/10.1029/2020JG006115, 2021)

-科学作家Sarah Derouin

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

Share this article on WeChat. 在微信上分享本文。

Text © 2021. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.