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湖泊作为目前分布广泛、水文条件特殊的内陆淡水水体,具有提供水源、调节气候、防洪灌溉等众多功能,其生态环境质量至关重要,湖泊是温室气体的源与汇,对全球温室气体排放也具有不可忽视的作用。东平湖作为“南水北调”东线工程的调蓄湖和山东省“西水东送”的重要水源地,其特殊的地理位置与承担的重要功能使东平湖的生态环境备受关注。东平湖作为典型的浅水草型湖泊,水生植物在生长过程中可以从水中吸收氮、磷等营养元素,而且还能分泌一些有机物如胞外酶等促进微生物的新陈代谢,影响元素的循环转化,而植物的衰亡分解也会释放大量营养盐和改变水体理化性质,影响水体氮转化过程。本研究以东平湖优势水生植物为研究对象,选取东平湖中分布面积较广的芦苇区、菹草区、混生区、对照区4个典型区域,在春、夏、秋、冬四个季节,采样并测定上覆水和不同深度沉积物的理化性质以及各深度沉积物的氮转化速率,采用数理统计的方法阐明了优势水生植物的长期生长对氮转化的影响机制,并采用室内模拟实验分析厌氧条件下优势水生植物—芦苇和菹草的集中腐烂分解过程中沉积物理化性质和反硝化潜力的变化,分析了优势水生植物分家对沉积物性质和反硝化脱氮作用的影响。主要结论如下:(1)水体理化指标在不同季节和区域上表现出不同的差异水平。冬季四个植物区上覆水亚硝酸盐氮(NO2--N)、硝酸盐氮(NO3--N)含量极显著高于其他季节,溶解氧(DO)冬季高而春季低,上覆水p H春季高于其他季节。全年菹草区沉积物有机质含量极显著高于其他区域。四种酶活性(蛋白酶、脲酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶)受温度影响夏季高而冬季低。(2)季节、区域、深度因素对各氮转化速率具有不同的影响,各氮转化速率往往受到两种因素的交互作用。四个区域全年表面硝化速率(ANR)在0.099~2.048μmol·m-2·h-1之间,潜在硝化速率(PNR)在0.006~2.973μmol·g-1·h-1之间,反硝化速率(DR)在0.011~0.312 nmol·g-1·h-1之间,反硝化潜力(DP)在0.022~334.4 nmol·g-1·h-1之间,N2O产生速率在0.008~0.144 nmol·g-1·h-1之间,N2O产生潜力在0.010~0.283 nmol·g-1·h-1之间。沉积物—水—气界面N2O通量在季节上表现出了明显的源汇差异,四个区域沉积物—水界面N2O通量在春季四个植物区、夏季(除混生区)、冬季四个植物区均表现为水体N2O的排放源,而秋季四个植物区与夏季混生区的沉积物表现为上覆水中N2O的吸收汇;四个植物区水—气界面N2O通量在冬季表现为大气N2O的排放源,而在春季、夏季、秋季(除芦苇区)则表现为大气N2O的吸收汇。(3)水生植物分解通过影响上覆水DOC、p H、TN以及沉积物亚硝酸还原酶活性等影响沉积物反硝化脱氮作用。在植物分解模拟实验中,水生植物集中衰亡会增加水体中总氮(TN)、可交换态氮(EN)、氨氮(NH4+)和溶解性有机碳(DOC)的含量,且不同的组合具有不同的影响结果,且时间上多以7 d为时间节点;同时,实验过程中植物腐烂主要通过影响水体理化性质影响沉积物的反硝化潜力,芦苇组沉积物反硝化潜力1~7 d显著上升,而后下降明显趋于稳定,而菹草组反硝化潜力整体呈下降趋势,整体上菹草组反硝化潜力明显高于芦苇组。