《Marine Pollution Bulletin》文章：高氮背景下有机质富集驱动沿海沉积物磷释放的机制

海岸带作为海陆交界的生态过渡区，是调控养分循环的关键生物地球化学反应器，但目前正承受着氮、磷及有机质（OM）污染等环境压力。有机质富集可显著改变磷循环路径与再分配格局，而磷则是触发沿海富营养化的关键因子。然而，现有研究对海洋生态系统中OM驱动磷循环的机制认识仍十分有限，这一知识缺口制约了磷预测模型构建与韧性管理策略的制定。因此，系统解析OM富集对沿海磷循环的影响、阐明其生态系统特异性过程对近海富营养化管理至关重要。
宁波大学研究员工作组于2022年通过中宇宙OM添加实验，分析了OM驱动沉积物磷释放的过程与机制。结果表明，在高氮水平下，OM富集显著促进了沿海沉积物磷释放，且效应随OM含量升高而增强。OM驱动的磷释放机制主要涉及四个方面：1）充足OM供应刺激底栖动物扰动，加剧沉积物颗粒态磷再悬浮；2）OM矿化与硝化耗氧导致氧化还原电位下降，引发氧化还原敏感态磷的厌氧解吸；3）phoD等有机磷矿化基因表达上调及碱性磷酸酶活性增强，加速有机磷分解；4）沉积物-水界面磷酸盐浓度梯度（ΔPO43+）增大，推动磷向水体快速扩散。分段结构方程模型证实，上述路径可解释92%的磷变异。
本研究揭示了沿海富营养化长期维持的内在耦合机制——氮与有机质富集通过提升磷的生物有效性形成协同驱动，同时也凸显了在近海区域推行氮-磷-有机质协同管控的紧迫性和重要意义。

来源：Marine Pollution Bulletin