4.4.3　白洋淀湖泊湿地氮素时空变化初探

在白洋淀湖泊湿地实验区，水中氮素污染以—N为主，在污水入口处即安新桥，水中—N浓度占总氮的比例高达85.2%，其浓度为12.01mg/L，经过水体的稀释、沿途沉降、生物的吸收和转化，到郭里口时水体中—N的去除率达到86.75%，浓度也仅为1.59mg/L，达到Ⅰ类水标准。水中氮素的空间变化特征揭示了白洋淀湖泊湿地对氮素的污染有较强的净化能力，特别是对高浓度—N的去除，平均去除率高达77.11%。

通过对白洋淀湖泊湿地实验区沉积物/土壤全氮的空间变化分析得出，与陆地相比，水体中氮的生物地球化学循环更快，湖滨带是促进氮素迁移转化的关键区域。植被型湖滨带具有氮迁移转化（矿化、硝化和反硝化等）的理想条件，白洋淀则是一个拥有大面积植被型湖滨带的天然大型湖泊湿地。已经有大量的研究表明植被区沉积物中氮的铵化、硝化和反硝化速率明显高于裸露区沉积物氮的转化速率（Herbert，1999；Matheson et al.，2002；Saunders et al.，2001）。在湖滨带，沉积物/土壤表层微生物种类繁多、数量丰富，而且碳源充足，再加上大部分挺水植物可以通过根、茎等组织将氧气传输到较深区域的根表面，在沉积物/土壤表层和植物根际形成氧化层，而离根际稍远的地方则处于还原条件，这些条件都有利于氮的矿化、硝化和反硝化，最终以气体的形式（N2O和N2）进入大气，完成脱氮过程。

水中无机氮的浓度变化除了受本身的生物地球化学作用影响外，同时也受生物利用的影响。在植物生长期，白洋淀湖泊湿地实验区水中—N和—N呈现相反的时序变化趋势，即—N升高，—N则降低。根据这种时序变化趋势，初步推断在植物生长期，白洋淀湖泊湿地中出现较强的铵化作用，而铵化作用产生的—N扩散进入水体使水体—N出现累积。但是，水中并没有出现高浓度的—N，且—N却和—N的变化趋势相一致，说明在白洋淀湖泊湿地中的反硝化过程可能强于硝化过程，以至于硝化作用生成的—N很快被消耗，但其具体的迁移转化过程有待进一步研究。

通过对水中氮素和沉积物/土壤全氮的时间变化分析认为，夏季是白洋淀湖泊湿地湖滨带硝化-反硝化作用最强的时期。反硝化脱氮是水生生态系统中氮去除的关键过程（Martina et al.，1999），而这一过程必然会带来N2O的释放峰期，进而增加温室效应的影响。因此，关注夏季白洋淀湖泊湿地N2O的排放成为研究白洋淀湖泊湿地氮素迁移转化不可缺少的重要环节。