多环芳烃（菲）添加对珠江河口农村和城市河流湿地土壤氮矿化过程的影响

来源：《农业环境科学学报》2019年3期

作者：尹硕，白军红^*，温晓君，张光亮，韩玲，胡星云

单位：北京师范大学环境学院，水环境模拟国家重点实验室

摘  要

为研究多环芳烃（菲）添加对珠江口河流湿地土壤氮矿化的影响，选取珠江三角洲番禺区的农村河流和城市河流湿地，采用鲜土对两种湿地土壤添加3种浓度的菲（0、15、100 mg·kg^-1）进行为期42 d的室内培养实验，分析了两类湿地土壤氮矿化速率以及影响氮矿化过程的脲酶活性及氨氧化古菌（AOA）与氨氧化细菌（AOB）的比例变化。

结果表明：土壤氮矿化速率变化范围为-4.885~5.877 mg·kg^-1·d^-1，氨化速率变化范围为-3.823~4.677 mg·kg^-1·d^-1，硝化速率变化范围为-4.990~5.369 mg·kg^-1·d^-1。所有处理中脲酶活性均呈下降趋势，下降比例在26.1%~83.4%的范围内。多环芳烃添加处理组下降比例显著小于无添加对照组（P<0.05），而农村河流湿地中的高浓度处理组除外（P>0.05）。农村河流湿地中，无添加和高浓度处理下培养后的AOB在氨氧化过程中的占比比培养前减少25.85%和7.31%，低浓度添加则增加36.37%。而菲添加对城市河流湿地AOA和AOB两者比例变化的影响较小。

研究表明：除高浓度多环芳烃添加利于城市河流湿地土壤氮矿化外，其他添加实验均显示多环芳烃不利于土壤氮矿化。与对照组相比，多环芳烃的添加对土壤脲酶活性有促进作用（农村河流湿地高浓度处理除外）。在农村河流湿地土壤中，AOB对多环芳烃适应性比AOA更强，低浓度适应性最高，而多环芳烃对城市河流湿地土壤氨氧化微生物群落结构基本无影响。

结  论

（1）不同菲添加处理下两类湿地土壤氮矿化速率范围为-4.885~5.877 mg∙kg^-1·d^-1。总体上，多环芳烃菲添加不利于农村河流湿地土壤氮矿化。高浓度菲添加利于城市河流湿地土壤氮矿化，而低浓度菲添加则利于土壤氮固定。

（2）42 d培养后，不同菲添加处理下土壤脲酶活性均呈下降趋势，但高、低浓度菲添加处理利于土壤脲酶活性的维持，变化幅度均小于无添加处理（高浓度处理的农村河流湿地土壤除外），尤其是城市河流湿地，变幅在27%左右。

（3）多环芳烃菲添加利于农村河流湿地土壤AOB存活，低浓度菲添加使AOB的竞争力增强；但多环芳烃对城市河流湿地土壤氨氧化菌的组成比例基本无影响。

（4）随着多环芳烃污染的加剧，农村河流湿地和城市河流湿地土壤脲酶活性和氨氧化微生物组成（城市河流湿地除外）会受到显著影响，从而改变土壤氮的矿化过程，进而影响湿地生态系统的结构和功能。