氮硫在湿地中的迁移与转化
人工湿地氮过程
4.8 厌氧氨氧化 (ANAMMOX)
NO3-、NO2− 和 NH4 在厌氧条件下转变为 N2，其 中NO3-、NO2− 作为电子受体 (Strous et al., 1997) 。 方程式：
4.9 硝酸异化还原为铵 (DNRA)
微生物介导的由硝酸盐到铵根的转化过程，有人 认 为 在 高 碳 低 氮 的 环 境 中 DNRA 尤 为 重 要 （Tiedje‘s, 1988; Bonin, 1996; Nijburg et al., 1997) 主要有两种途径：
1. 微生物发酵：通过有机物发酵获得电子从而还原硝酸盐 .
2. 硫还原：通过专性化能自养菌，以还原态的硫为电子供
体 (H2S and S2-) 来还原硝酸盐。
5. 最终将氮移除系统的反应过程
氨挥发 反硝化 植物吸收（包括生物量的收获） 氨吸附 厌氧氨氧化 有机碳填埋 注：单一的硝化作用不能移除污水中的氮，但是硝化作用
4.3 氨挥发 (Ammonia volatilization)
物理过程，铵态氮一直处于气态以及与羟基结
合的动态平衡中。
pH 对氨挥发的影响：在淹水的地面或者沉积物
中，当 <7.5 时挥发不明显；pH9.3 时氨与铵离
子比例 1:1，挥发显著。
Vymazal, J. Removal of nutrients in various types of constructed wetlands. Science of the Total Environment 2007, 380: 48-65.
与 反 硝 化 作 用 一 起 是 CWs 氮 移 除 的 主 要 方 式 （ Vymazal,
2007; Garcí a et al., 2010）。
人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展
人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展人工湿地对污水中氮磷的去除机制研究进展摘要：随着城市化进程的加快和人口数量的增加，废水排放量不断增加，其中包含大量的氮和磷。
而氮和磷作为废水中的主要污染物，对水体环境造成严重影响，因此人工湿地作为一种有效的废水处理技术备受研究关注。
本文综述了人工湿地对污水中氮和磷的去除机制的研究进展。
1. 引言人工湿地是利用湿地的吸附、沉淀、微生物代谢等自然过程来净化水体的一种现代化废水处理技术。
在人工湿地中，氮和磷的去除机制主要包括物理吸附、沉降、植物吸收和微生物代谢等。
本文将从这些方面对人工湿地去除氮和磷的机制进行探讨。
2. 氮的去除机制2.1 物理吸附物理吸附是指氮通过与湿地介质中的颗粒接触，以静电作用、作用力等方式将废水中的氮物质吸附到固体表面。
颗粒的大小、比表面积以及载体孔隙结构等因素会影响物理吸附的效果。
通过物理吸附，人工湿地可以有效去除废水中的氨氮、硝态氮等有机氮物质。
2.2 沉降沉降是指氮以颗粒物质的形式沉降到湿地底部，在此过程中将废水中的氮物质随颗粒物质一同去除。
沉降过程主要受颗粒物质的沉降速度、废水流速以及水体中悬浮颗粒的浓度等因素的影响。
适当的湿地设计和流速控制可以提高沉降效果，进而实现氮的有效去除。
2.3 植物吸收植物吸收是指湿地植物通过根系吸收废水中的氮物质。
植物的吸收主要包括根系吸收和叶片吸收两个过程。
根系吸收主要通过与底泥中的微生物共生作用来转化氮物质为植物可吸收的形式。
叶片吸收则通过植物的叶片表面特殊结构吸附废水中的氮物质。
湿地植物种类和密度、湿地水质以及水分状况等因素会影响植物吸收氮的效果。
2.4 微生物代谢微生物代谢是指湿地中的微生物通过代谢作用将废水中的氮物质转化为无害物质的过程。
在湿地中，一些特定的微生物通过硝化反应将废水中的氨氮转化为氮酸根，并通过反硝化反应将氮酸根还原为氮气释放到大气中。
微生物的种类和数量、湿地温度、氧气状况等因素会影响微生物代谢的效果。
河口湿地硫化铁驱动降氮固碳耦合机制
河口湿地硫化铁驱动降氮固碳耦合机制河口湿地是连接陆域和海域的重要生态系统，具有水域和湿地特有的化学反应和生物过程。
硫化铁是河口湿地中的一种重要成分，在驱动降氮和固碳过程中发挥着重要的作用。
本文将从硫化铁的来源、降氮与固碳的机制以及二者之间的耦合关系等方面，对河口湿地硫化铁驱动降氮固碳耦合机制进行逐步分析。
首先，我们来看一下硫化铁在河口湿地中的来源和形成。
硫化铁主要来源于水体中的硫化物和铁离子的反应。
在河口湿地的富营养化过程中，大量的有机质通过河流输入湿地并沉积，被湿地中丰富的微生物群落分解。
这个过程中产生的硫化物与水体中的铁离子反应，生成硫化铁。
此外，硫化铁还可以通过硫酸还原菌的作用，将水体中的硫酸盐还原为硫化物并与铁离子反应而形成。
硫化铁在河口湿地中的降氮作用是通过硫化铁内的FeS（FeS2、FeS等）颗粒表面与硝酸盐反应而实现的。
硫化铁表面负载有一定量的硝酸盐，同时硫化铁的微生物还能够促进硝酸还原菌的生长。
硝酸盐与硫化铁表面的FeS反应生成Fe2+和硝酸盐或氨气，从而实现硝酸盐的去除。
此外，硫化铁的降氮作用还与厌氧细菌产生的硫化氢有关。
硫化氢在河口湿地中具有较高的还原性，可以与硝酸盐直接反应生成硫酸盐和氨气，进一步促进硝酸盐的降解。
与降氮相比，河口湿地中的固碳过程显得更为复杂。
硫化铁作为催化剂和载体，能够促进河口湿地中的碳循环过程。
一方面，硫化铁能够催化有机物的氧化降解，将有机碳转化为二氧化碳释放到水体中。
另一方面，硫化铁与有机质结合形成稳定的硫化有机物，从而将部分碳固定在湿地沉积物中。
此外，硫化铁还能够与碳酸盐矿物反应，形成硫酸盐矿物和碳酸盐矿物，并在沉积物中固定碳。
河口湿地中的降氮和固碳过程不仅是独立进行的，二者之间还存在着明显的耦合关系。
首先，河口湿地中的硫化铁能够通过降氮过程将硝酸盐转化为氮气和硫酸盐，从而减少硝酸盐的排放。
这种降氮作用不仅有利于改善水体的水质，还能够降低水体中的藻类生物生长，减少富营养化的程度。
氮在土壤中的迁移转化
氮在土壤中的迁移转化(一)植物对土壤中氮的汲取植物从土壤中汲取氮的过程很复杂，就形态而言多为铵态氮和硝态氮。
普通旱作土壤中硝态氮比铵态氮浓度高，简单通过质流而蔓延到根部，因此硝态氮(NO3--N)是旱地植物养分主要的氮源之一；而对于水田，如种植水稻的水稻土其氮养分主要是铵态氮(NH4+-N)。
(1)硝态氮植物汲取NO3-量高，且为主动汲取；土壤pH 低时更易汲取NO3-，而NH4+可与之竟争削减植物汲取NO3-。
植物施用大量NO3-时，体内合成的有机阴离子数量增强，无机阳离子Ca2+、Mg2+和K+的堆积也相应增强，从而促使根际的pH升高。
(2)铵态氮 NH4+是植物一种抱负的氮源，在蛋白质合成中若利用NH4+则比NO3-更为节能。
NO3-结合进蛋白质以前必需还原，这是一种消耗能量的过程，还原1分子NO3-需2分子NADH(二磷酸吡啶核苷酸)，而且NH4+在上壤中既不易淋失，也不易发生反硝化作用，损失较少。
当pH为7时，植物汲取NH4+较多，酸度增强则汲取量降低。
根汲取NH4+后，植物组织中无机阳离子Ca2+，Mg2+和K+浓度下降，而无机阴离子PO43-，SO42-和Cl-浓度增强，从而促使根际pH下降。
无论是根际pH升高或下降对根际中营养有效性、生物活性以及污染物的行为都有重要影响。
(二)土壤中氮素转化的重要过程 1．土壤无机氮的微生物固持和有机氮的矿化土壤无机氮的微生物固持，是指进入土壤的或土壤中原有的NH4+和NO3-被微生物转化成微生物体的有机氮。
它不同于土壤的NH4+的矿物固定，也不同于NH4+和NO3-被高等植物的同化。
土壤有机氮的矿化，是指土壤中原有的或进入到土壤中的有机肥和动植物残体中的有机氮被微生物分解改变为氨，因此，这一过程又叫氨化过程。
有机氮的矿化和矿质氮的微生物固持是土壤中同时举行的两个方向相反的过程，这两者的相对强弱受到许多因素，特殊是可供微生物利用的有机碳化物(即能源物质)的种类和数量的影响。
湿地生态系统的氮磷循环研究
湿地生态系统的氮磷循环研究概述湿地是一种特殊的生态系统，它是水、土壤和植被相互作用的产物。
在湿地生态系统中，磷和氮是生物生长必需的元素，它们通常通过氮循环和磷循环来进行循环。
磷循环和氮循环是生态系统中一个非常重要的环节，它对湿地生态系统的健康和功能发挥起着至关重要的作用。
因此，研究湿地生态系统中的氮磷循环，对于保护湿地生态系统的稳定性和可持续性有着重要的意义。
磷循环的研究湿地中的磷来源主要是来自强化处理排水和河流输入。
湿地生态系统中的磷主要通过植物吸收和沉积物沉积两个途径来循环利用。
研究表明，湿地植被对磷的吸收主要是通过根系和吸附两种方式进行，而湿地底泥是磷的主要沉积物质。
底泥中包含着一些磷酸盐结晶和有机物质，这些物质能够被水中的磷离子吸附，形成与底泥颗粒表面的弱化学键。
此外，底泥中的微生物也可以促进磷的沉淀和吸附过程。
磷的吸附和沉积作用能够促进湿地生态系统中磷的循环利用，但过多的磷的输入也会导致遗留磷和磷的富集，对湿地生态系统构成威胁。
氮循环的研究湿地生态系统中的氮同样是生物生长必需的元素，也是湿地生态系统重要的营养源之一。
氮的来源主要包括沉降、养分输入、土地利用变化以及生物发生作用等多种途径。
在湿地生态系统中，氮主要通过植物吸收和细菌转化两个途径来循环利用。
光合作用是植物将二氧化碳和水合成有机物的过程，而植物在进行光合作用的同时也会吸收氮素。
此外，氨氧化和硝化是湿地生态系统中氮转化的两个重要过程。
氨氧化是通过硝化细菌将氨氧化成为亚硝酸根离子和硝酸根离子，而硝化是通过硝化细菌将亚硝酸根离子和硝酸根离子转化为固体硝酸盐，将氮转化为可供细菌和植物利用的形式。
影响氮磷循环的因素除了湿地生态系统中的物理化学特性外，还有其他种种因素能够影响氮磷循环。
其中，人类活动是湿地生态系统氮磷循环的主要干扰因素之一。
强化处理排水、农业活动以及城市化进程都会导致氮磷输入增加。
过度输入氮磷会导致湿地生态系统中氮磷的富集，从而破坏湿地生态系统的平衡稳定，导致生态系统逐渐退化。
人工湿地系统污水处理研究进展
人工湿地污水处理系统的研究摘要人工湿地作为一种新型的污水处理系统，具有众多的优点。
分析了人工湿地的特点及运行机理，总结了人工湿地系统在污水处理中应用的发展历史，结合有关工程实例对该工艺的经济实用性作了分析，对人工湿地污水处理系统在我国的应用及前景做了展望。
关键词：人工湿地污水处理系统1、人工湿地污水处理系统概述1.1定义人工湿地是为了人类的利用和利益，通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由基质、植物、微生物和水体组成的复合体，利用生态系统中基质-水生植物-微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。
1.2人工湿地系统的组成人工湿地主要由三部分组成植物、微生物、填料。
1.2.1植物如芦苇，风车草等。
水生植物可以直接吸收污水中的有机物作为其生长的营养物质，也可以吸附、富集一些有毒的重金属。
植物可以将空气中的氧气输送到根区，造成厌氧环境中根区微环境局部有氧的状态，为床体中好氧和厌氧微生物提供良好的环境。
根系在基质中的生长可以起到维持水力传输的作用。
植物的叶茎根系扩大了微生物的附着场所，促进了生物膜的发展。
1.2.2微生物种群微生物在湿地对污水中污染物的生物降解过程中起到了重要的作用。
废水流入湿地后，固体悬浮物和颗粒有机物被湿地基质及植物根系阻拦截留，有机物被生物膜吸附后通过微生物的呼吸作用去除。
1.2.3基质填料如土壤、砂子、砾石。
湿地床中的基质是微生物生长的空间和场所，是湿地水生植物的载体，根据湿地设计结构类型的不同，污水在床体的基质缝隙潜流型或在床体表面表面流型流动，污水中不溶性有机物通过沉淀、基质过滤等物理作用，可以很快地被截留进而被微生物降解可溶性有机物则可通过植物根系和基质上生物膜的吸附、吸收及微生物呼吸代谢被除去。
1.3人工湿地系统的分类1.3.1表层流人工湿地(SurfaceFlowConstructedWetland）表层流人工湿地在外貌和功能上都与自然湿地最为相似，一般有一个或几个填料床组成，床底填有基质并有防漏层阻止废水渗入地下而污染地下水；废水在土壤的上层水平流动，废水经常同表层水混合在湿地内流动，持续时间一般为10天；固态悬浮物被填料及根系阻挡截留通过湿地而沉淀，同时微生物也附着在填料或植物的根茎叶上发挥生物降解作用。
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应引言近年来，人工湿地作为一种重要的生态工程技术，被广泛应用于水污染治理中。
人工湿地通过模拟天然湿地的生态功能，可有效去除水中的有机物质和营养盐，具有净化水体、恢复生态系统功能的重要作用。
对于人工湿地而言，碳、氮和磷元素是其中最重要的循环物质。
本文将详细介绍人工湿地的碳、氮和磷元素的循环过程和环境效应。
一、碳元素的循环过程及环境效应人工湿地中的碳元素主要来自水体中的有机物质、湿地植物的生物质和沉积物。
碳元素在湿地中会经历多环境过程，包括植物吸收、微生物分解和有机物质沉积。
首先，湿地植物通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为氧气和有机物质。
这些有机物质可以被湿地植物部分利用，同时也有一部分被分泌到根际区域。
其中一部分被微生物分解为二氧化碳释放到大气中，完成碳元素的释放循环。
其次，湿地植物生物质中的有机碳会在植物死亡后沉积到沉积物中，进而形成湿地的土壤有机质。
土壤中的有机质可以通过微生物分解释放为二氧化碳，也可以沉积到更深层次的土壤中形成长期储存的碳库。
这部分碳元素的储存和释放过程会影响湿地的碳平衡和碳循环速率。
另外，湿地植物的根系和根系泌物也能促进土壤中的碳储存，从而提高湿地的碳汇能力。
对于环境效应而言，人工湿地在碳循环过程中具有显著的碳吸收和固定能力，有助于减缓全球气候变化。
此外，湿地植物的根系和沉积物中的有机质能够有效地渗透和吸附水中的有机物质和重金属，从而减少水体中碳污染物的浓度，改善水质环境。
二、氮元素的循环过程及环境效应氮元素在人工湿地中的循环过程主要包括氮固定、生物转化和氮淋洗等环境过程。
湿地植物的根系和根系附近的微生物是主要的氮转化参与者。
首先，湿地植物中的根结瘤菌能够与植物共生，通过固定大气中的氮气，将其转化为植物可吸收的氨氮。
这部分固定氮能够提供给湿地植物的生长和发育，同时也能够降低湿地中氮的浓度，减少氮的排放，达到保护水质的目的。
第四章湿地的生物地球化学循环
第四章湿地的⽣物地球化学循环第四章湿地的⽣物地球化学循环⽣态系统中物质的迁移和转化过程称为⽣物地球化学循环，它包括许多相互联系的物理、化学和⽣物过程第⼀节湿地⼟壤（⼀）基本特征湿地⼟壤既是湿地许多物质转化过程的媒介，同时⼜是⼤部分湿地植物可利⽤化学物质的主要贮存库，通常被称为⽔成⼟。
通常湿地⼟壤分为:矿质⼟壤和有机⼟壤。
当⼟壤中有机质(⼲重)含量⼩于20－35%时，可以认为它是矿质⼟壤壤（⼆）有机⼟壤有机⼟壤主要是由不同分解阶段的植物残体组成，由于静⽔或排⽔不畅导致的厌氧条件⽽造成累积。
有机物质的植物来源和⼟壤分解的程度是湿地有机⼟壤包括泥炭和腐殖⼟的两个重要的特征。
⼟壤有机物质的植物源可以是苔藓、草本植物、树⽊和落叶。
–如⼤部分北⽅泥炭湿地的⼟壤有机质来源于苔藓植物；–海岸盐沼湿地的⼟壤有机质可以来源于芦苇属，⽶草属的草本植物；–⽽有林湿地中，⼟壤有机质可以来源于⽊质碎屑或落叶。
湿地⼟壤的分解或腐殖化状态是有机泥炭的另⼀个重要特征。
在泥炭分解时，随着物质的进⼀步破碎化，⼟壤的容积密度增加，⽔⼒传导率下降，粗⼤纤维颗粒(>1.5 mm)含量减少。
可溶于⾮极性溶剂的物质和⽊质素随着分解的进⾏⽽增加，⽽纤维素化合物和植物⾊索则下降。
有机⼟壤通常分成四类：–腐殖⼟，分解的物质占2/3或更多，并且可被确定的植物纤维不到1/3。
–泥炭⼟，分解的物质不到1/3，并且可被确定的植物纤维超过2/3。
–腐殖泥炭⼟或泥炭腐殖⼟，介于腐殖⼟与泥炭⼟之间。
–薄层⼟，热带地区和北⽅⾼⼭地区积聚的过量⽔汽(降⽔量>蒸发蒸腾量）造成的有机⼟壤。
（三）矿质⼟壤矿质⼟壤在长期淹⽔条件下，通过铁、锰氧化物的还原、迁移和/或氧化会形成特有的氧化还原形态特征。
⽽其形成过程要受微⽣物作⽤的调节，其形成的速率取决于三个条件:–持续的厌氧条件。
–⾜够的⼟壤温度(5℃被认为是―⽣物学零点‖，低于这个温度，⽣物活动就会停滞或相当慢)。
_15_N示踪技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展
收稿日期:2004-08-10;修订日期:2004-12-15基金项目:中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX3-S W -332)、国家自然科学基金项目(90211003)资助。
作者简介:孙志高(1979-),男,山东烟台人,博士研究生,主要从事环境生态与生物地球化学研究。
E -mail:zhigaosun@yahoo .com.cn15N 示踪技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展孙志高1,2,刘景双1,于君宝1,王金达1(1.中国科学院东北地理与农业生态研究所,吉林长春13001;2.中国科学院研究生院,北京100039)摘要:稳定性同位素技术是现代生态学研究中的一门应用技术,它几乎在生态学研究的各个领域都有着广泛的应用。
其中15N 技术由于具有示踪和区分氮素物质的源与去向等优越性而在生态系统氮循环研究中发挥了极为重要的作用。
文章主要从湿地氮素的输入过程、转化过程以及归趋过程三方面综述了该技术在当前国内外湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展,特别指出当前基于该技术的湿地氮素生物地球化学过程研究尚缺乏一定的系统性、深入性和广泛性。
最后,文章就该技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用前景进行了展望研究。
关 键 词:生物地球化学过程;同位素分馏;15N 示踪技术;湿地中图分类号:X142 文献标识码:A 文章编号:1000-0690(2005)06-0762-07 湿地氮素生物地球化学过程是指氮素在湿地环境中进行的各种迁移转化和能量交换过程。
它以生物过程、化学过程和物理过程为主线,主要研究湿地系统内(湿地中各种沉积物以及湿地内生物新陈代谢所进行的氮素物质交换和转化过程)和系统外(湿地与毗邻生态系统之间进行的氮素物质交换过程)两种过程[1]。
U rey 关于同位素物质热力学性质的深入研究和N ier 研制的比值质谱计为稳定同位素地球化学奠定了基础[2]。
McKin 2ney [3]等对N ier 型质谱计的改进最终使稳定性同位素成为一种行之有效的分析方法。
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应
人工湿地的碳氮磷循环过程及其环境效应人工湿地是一种模拟自然湿地生态系统的人工构筑物，经过人为设计和管理，具有一定的水生植被，并通过土壤和植物的自净作用来处理废水和农业污染物。
人工湿地在水资源保卫、水质改善和生态系统恢复等方面发挥了重要的作用。
其中，碳、氮和磷是人工湿地中的重要元素，它们的循环过程对湿地的功能和环境效应起着至关重要的作用。
起首，人工湿地对碳的循环具有重要的作用。
湿地环境中的植物通过光合作用吸纳大气中的二氧化碳，固定为有机碳，并通过生物降解作用释放为二氧化碳。
湿地中植物和水体中的有机物还可在缺氧环境下发生厌氧分解，生成甲烷等温室气体，并通过微生物活动进一步氧化为二氧化碳。
此外，湿地中的沉积物具有较高的有机质含量，是碳的重要储库。
因此，人工湿地在整体上可减缓大气中碳的增加速度，对缓解气候变化具有乐观的影响。
其次，人工湿地对氮的循环也具有重要意义。
氮是农田和废水中的主要污染物之一，湿地通过水体中悬浮物和植物的吸纳，以及微生物的作用，将水中的氨态氮和硝态氮转化为氮气，实现氮的去除。
另外，湿地中的生物降解作用也会释放一定量的氨氮和硝酸盐，进一步影响水体中氮的循环。
此外，湿地中还存在着硝化-反硝化过程，其中硝化过程是指氨态氮和亚硝酸盐被氧化为硝酸盐，而反硝化过程是指硝酸盐被还原为氮气并释放到大气中。
这两个过程的互相作用使得人工湿地对氮的循环具有复杂性和多样性。
除了碳和氮循环外，人工湿地对磷的循环也有重要影响。
磷是农田和废水中的主要污染物之一，湿地通过植物的吸纳和沉积物的沉积，将磷从水体中去除。
湿地植物通过根系吸纳水中的无机磷，进入植物体内，一部分以有机磷的形式储存于植物体内，一部分以有机废弃物的形式释放到湿地的沉积物中。
湿地中的沉积物是磷的重要储库，它们可以长期储存磷，降低磷污染的风险。
此外，湿地中的微生物也可以通过矿化作用将有机磷转化为无机磷，进一步影响水体中磷的循环。
关于人工湿地的环境效应，它主要体此刻净水、保卫生态和改善水质等方面。
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1.氮的输入
• 1.湿地土壤有机质的矿化
– 氮的矿化作用是指有机物质降解时,有机氮在微生物作用 下降解为NH4+的生物转化过程,也被称为氨化过程。
– 固氮过程使氮在固氮酶的参与下通过某些好氧细菌及藻类 的活动而被转化为有机氮 ,
– 有机氮再经矿化作用降解为NH4+,然后由亚硝化单胞菌属把 NH4+氧化为NO2-以及由硝化菌属把NO2-氧化为NO3-。 – 这是一个厌氧氨氧化反应主要包括生物源，火山和海浪。海浪带来的硫酸 盐量则不定，但这部分硫有90%直接返回到海洋。
• 海岸湿地是硫释放的主要来源之一，H2S是湿地生态循环 中硫的主要释放物,DMS则是从湿地植物中释放的。 • 但是海岸湿地面积只占全球陆地的0.3%,它们对于全球硫 循环的释放的贡献较小。
1.氮的输入
• 3.水中氮的收支与积累
– 湿地水系统是 氮循环必不可 少的重要 载体 。湿地氮的输入大部 分通过水源输入 , 主要以河流径流进入湿地系统 , 降水是NO3- 和 NH4+的重要补充方式 , – 因此湿地系统通过水的流动与其毗邻的陆生或水生生态系统进行 物质交换 。 – 湿地中的氮常由 无机态转变为有机态 , 并被输送到 下游生态系 统 , 具有湿地的流域比没有湿地的流域输送的有机物多得多。 – 淡水沼泽湿地和盐沼湿地中氮等养分输送具有季节性变化 , 在夏 季, 沼泽湿地是养分的汇 , 而在春季则是养分的源, 主要由于植物 凋落后很大一部分养分物质随凋落物和淋滤作用 散失到水体中 , 所以氮等物质在秋季和早春经常发生净输出。
3.硫的迁移转化
• 含硫肥料是土壤硫的主要来源，土壤中加入不同的肥料会 影响含硫气体的释放。大气中的硫化物常随降雨进入土壤。 • 同时，大气中的硫也可为植物和土壤直接吸收，空气中硫 含量变化极大。另外降雨也会增加土壤中的硫含量。 • 另外硫化物会通过水的流动与其毗邻的陆生或水生生态系 统进行物质交换。使硫化物迁移。
3.硫的迁移
• 这一系统的含硫气体来自陆地生物硫源,包括土壤、植物、 湿地以及内陆水体等，在这些生物硫源中,硫酸盐的微生 物同化、异化还原,有机物降解能生成有机含硫气体。 • 植物体和水体中藻类等浮游生物也能释放有机含硫气体， 这些含硫气体释放后,在大气中迁移转化,最终沉降又回到 地面,从而对大气化学产生重要影响。
• 人工硫源主要来自于化肥的使用和化石燃料的燃烧。
3.硫的迁移转化
• 湿地在厌氧状态下的含硫气体释放量高于好氧状态，一般 H2S的释放仅在厌氧条件,厌氧菌对含硫气体释放贡献较大。 在土壤中的硫化物在微生物的作用下可以相互转化。
• 微生物氧化硫化物的过程通常是一种好氧过程， 在厌氧 条件下利用硝酸盐作为电子受体氧化硫的细菌很少。 • 异养硫氧化细菌可以将有机物质作为碳源以及能量来源， 也可以将硫化合物作为能量来源。
– 2.氮的反硝化过程
• 反硝化作用是指NO3-、NO2-被还原生成NH3、N2O 以及N2的 过程 , 包括生物反硝化和化学反硝化两种过程 。 • 微生物反硝化作用可根据反应的能量来源不同分为异养反硝化 和自养反硝化,其中异养反硝化以有机化合物的分解和氧化能 量为来源 ,自养反硝 化以氧化无机化合物为能量来源 。
硫在湿地中的迁移与转化
1.硫的概述
• 硫是湿地生物地球化学循环的重要元素之一，通过酸沉降、 地表径流和植物吸收等途径进入湿地，同时以H2S、 DMS、 COS、 DMDS 和 CS2等含硫气体形式在湿地中释放 ，而湿 地土壤是硫生物地球化学过程的重要的载体。 • 湿地土壤中硫等元素的时空分布特征不仅能反映湿地土壤 结构状况和养分的可利用水平，而且会影响湿地植被生长， 关系到湿地环境的形成和植被演替过程。
2.氮的迁移
• 氮在土壤中的迁移主要指 NO3-和NH4 +离子随水的扩散和 淋失 , 包括水平方向和垂直方向上的迁移。 • 由于土壤氮迁移过程实质上是氮以水为载体在土壤中的迁 移过程 , 土壤水的运动又受土壤理化性质的影响 。 • 因此 , 氮的迁移受到土壤水分、土壤有机质、水位、温度、 氧化还原条件、植被水平等因素的影响和控制 。
2.氮的迁移转化
• 氮的迁移转化主要由两个过程 – 1.氮的硝化过程
• 硝化过程是指 NH3+或NH4+通过亚硝化细菌及硝化细菌的 作用 被氧化为NO2-和NO3-的过程 。 • 微生物的硝化作用包括自养硝化与异养硝化作用 , 二者的本质 区别是自养硝化作用微生物以NH4+氧化所释放的化学能为能 源 , 而异养硝化作用微生物是以有机碳为能源。
0.氮在湿地中的迁移与转化
• 湿地系统中氮以不同的形式存在 ,
– 主要包括无机形态的硝酸氮(NO3-),亚硝酸氮(NO2- ) , 氨 氮(NH4+ ) , – 以及颗粒氮和溶解态有机氮(腐质酸、棕黄酸和氨基酸 等) , – 其中颗粒氮可能是活的或死亡的有机物质 , 如藻类和植 物等。 – 在沼泽湿地中 , 溶解态的氮是重要的氮循环产物。
1.氮的输入
• 2.植物累积和枯落物分解
– 植物积累是一种生物过程，生物过程是生态过程的基础 , 自然生 态系统的生产力受氮限制 , 因此 , 湿地植物对氮的代谢累积作用具 有重要意义。 – 湿地系统中,植物吸收的是无机氮 , – 湿地植物残体也影响湿地氮的化学转化过程 ,影响植株对氮的吸 收 , 分解产物明显影响底泥表层和水体中有机氮含量。 – 植物枯落物分解是指通过淋溶、微生物降解以及破碎化作用三个 过程将植物残体中的有机物分解为简单有机物或无机物 , – 分解包括碳、氮、磷等营养元素和其它微量元素的释放 。 湿地植 被枯落物的分解受到土壤理化性质 、 温度 、 水位 、 干湿交替 、 植物种类 、 微生物种类和数量的影响 。