亚热带河流-河口界面氨氮污染转运的主控过程

The river-estuary interface (including turbidity maximum zone, TMZ) is the location of major transformations of nutrients, controlling how much nutrient is delivered to the estuary and coastal zone beyond. Our understanding of these transformations is still limited, given the complexity and a lack of high resolution biogeochemical observation. In the context of increasing anthropogenic nitrogen input (particularly ammonia pollution) and climate change, this project will conduct a set of high spatial-temporal resolution synchronous observation and lab experiments for the upper Jiulong River estuary in subtropical region. We will combine hydrological, geochemical and microbiological expertise to provide the first integrated understanding of ammonia nitrogen transformation and export across the river-estuary interface. The objectives of study are to examine what are the major biogeochemical processes (e.g., Adsorption-desorption, biological uptake, nitrification, mineralization, resuspension, sediment-water exchange) that control observed changes in ammonia nitrogen in water column. This project aims to improve scientific understanding on how riverine nutrient transform particularly in TMZ before seaward export.

河流与河口交界区域（包括最大浑浊带）是营养盐转化的重要场所，诸多过程和因素调控着河流氨氮污染的转化和向海输出，但主要控制过程是什么仍然不清楚。在流域人为氮污染增加和气候变化的背景下，本项目选取亚热带典型河口九龙江口上游段，通过高分辨率的时空同步综合观测和系列培养实验，应用同位素化学计量法和现代环境微生物技术，开展物理、化学和生物学科综合研究，在探明淡咸水交汇区域河流-河口主要界面颗粒物、营养盐和环境微生物（氮功能菌）分布的基础上，聚焦水柱氨氮含量变化（添加或去除）主控过程（解吸-吸附、生物吸收、硝化、矿化、再悬浮、沉积物释放等）的相对贡献、发生位置和影响因素，考察最大浑浊带对氨氮污染向海输出的过滤效应，推进河流营养盐向海转运的科学认知。

河流与河口交汇区域（含最大浑浊带）是营养盐转化的重要场所，其内诸多过程和因素调控着河流氨氮污染的转化和向海输出，但主要控制过程是什么仍然不清楚。本项目选取亚热带典型强潮河口--九龙江口，通过高分辨率的时空同步综合观测和系列培养实验，应用稳定同位素化学计量法和现代环境微生物技术，开展物理、化学和生物学科综合研究。项目系统研究了河口水动力过程、最大浑浊带（ETM）的形成机制、大小潮和潮周期氨氮转化特征、氮同位素时空分布特征、沉积物-水界面氮功能菌的形态和分布以及暴雨事件对微生物及其驱动的氮循环过程影响，评估了最大浑浊带对于氨氮通量的过滤效应。研究发现最大浑浊带内河口沉积物的滞留和再悬浮决定了水柱悬浮颗粒物浓度；而悬浮颗粒动态调控了最大浑浊带中氮的转化，呈现出小潮氨氮添加，大潮氨氮去除的基本规律；暴雨洪水过程河口硝化作用增强，与河流硝化菌（AOB、AOA）补充、溶解氧增加、高浊度条件下初级生产降低，反应底物氨氮相对增加有关；经浑浊带界面的氨氮通量的变化受径流量、潮差与氮转化的共同影响。项目获得第一手的独特的河口生物地球化学测量数据，在不同时空尺度考察了河口系统氮循环过程与物理-生物地球化学耦合机制，推进了人类活动和气候变化背景下河流-河口系统氨氮转运的科学认知。