东北地理所在人工湿地温室气体排放及碳收支估算方面取得研究进展
研究分别构建了种植单一植物风车草(Cyperus alternifolius)、香蒲(Typhae latifolia)、菖蒲(Acorus calamus),以及三种植物混合种植的四种处理的水平潜流人工湿地。研究发现,四种处理的人工湿地对COD、NH4+-N、NO3--N和TP的去除效率均大于60%,其中混合种植处理的人工湿地对COD、NH4+-N、NO3--N和TP的去除效率较高,分别达到86.79%、97.41%、98.55%、98.48%;同时,混合种植处理组的CH4和N2O排放量也在四个处理组中最低,因此其全球增温潜势(GWP)最低。微生物分析结果表明,对反硝化作用至关重要的Pseudogulbenkiania属的丰度在混合种植人工湿地中最高,表明反硝化作用在脱氮中占主导地位;种植风车草的人工湿地中nosZ拷贝数最高,说明其对反硝化相关微生物具有促进作用。四种处理人工湿地的碳储存主要来源于植物的光合作用,其次为土壤固碳,其年均固碳量分别为4.90±1.50、3.31±2.01、1.78±1.30和2.12±0.88 kg C/m2/yr。通过综合估算人工湿地的碳排放和碳储存,发现四种处理的人工湿地在本实验条件下均表现为碳的汇,该结论为估算人工湿地在水处理领域的碳中和潜力提供了科学支撑。
图1人工湿地温室气体排放机制与碳固定路径概念图
相关成果发表在《Science of the Total Environment》上,硕士研究生呼斯乐为第一作者,祝惠研究员为通讯作者。该研究得到中国科学院创新交叉团队项目、中国科学院青年创新促进会项目和国家自然科学基金等项目的资助。
论文信息及链接如下:
Sile Hu, Weidong Feng, Yuting Shen, Xiaoling Jin, Yaqin Miao, Shengnan Hou, Hu Cui, Hui Zhu*. Greenhouse gases emissions and carbon budget estimation in horizontal subsurface flow constructed wetlands with different plant species, Science of the total environment. 2024. 927. 172296. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172296
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