贵州百花湖分层晚期有机质降解过程与溶解N2O循环

百花湖是一个具有季节性分层的富营养小型湖泊,在秋季湖水倒转期经常发生水质恶化事件,碳氮循环出现异常。文章研究特选择在秋初,湖泊分层开始消失时,测定了湖水中不同深度的N2O ,CH4 ,CO2 ,有机和无机碳同位素以及其他化学参数变化。结果发现:采样时百花湖在约6m和16m 深度附近出现了两个温度不连续层(SDL和PDL) ,并影响到有机颗粒的沉降和分解。相对而言,有较多的有机质在这两个层内发生降解,但降解的途径有所不同,上部主要是有氧降解,下部则主要是无氧降解过程。N2O 的产生和消耗与有机质的降解过程完全对应:PDL 层以上,ΔN2O 与AOU 的线性关系反映了N2O 主要形成于硝化作用;PDL 层以下反硝化作用导致N2O 严重不饱和;PDL 内位于硝化作用和反硝化作用过渡带的N2O 峰,显然是硝化与反硝化联合作用的结果。PDL 层内较大的CH4 浓度变化梯度,说明嗜甲烷细菌可能通过氧化NH+4 贡献了部分N2O。百花湖秋、冬季表层湖水N2O 都是过饱和的,都是大气N2O 的源,依据分子扩散模型计算湖泊N2O 的释放通量在12～14μmol/ m·day 之间,秋、冬季没有明显的差别。秋季底层湖水的反硝化作用是湖泊N2O 的汇,其消耗通量与表层的释放通量基本相当。