Исследование реки Цзиньшуйхэ в Китае выявило влияние сезонных изменений на способность лесных рек удалять азот

Новое исследование показало, что способность лесных рек удалять избыточный азот меняется в зависимости от сезона, при этом летом и зимой на неё влияют различные экологические факторы. Это открытие указывает на необходимость более тщательного учёта сезонных различий при управлении качеством воды в лесных водосборах.

Рис. 1. Расположение исследовательских участков вдоль реки Цзиньшуйхэ. (a) Расположение водосбора; (b) рельеф водосбора и распределение точек отбора проб; (c) типы землепользования в водосборе.

Исследователи провели анализ образцов воды и поверхностных донных отложений в 18 точках вдоль покрытых лесом берегов реки Цзиньшуйхэ в центральном Китае. В исследовании сочетались методы изотопного трассера азот-15, дистанционного зондирования, химических измерений воды и отложений, а также микробного генетического анализа для отслеживания процессов круговорота азота и естественного удаления азота в реке.

Результаты исследования показали, что денитрификация является основным естественным путём удаления азота в этой реке в течение всего года, составляя около 90% общего удаления азота летом и около 95% зимой. В более тёплые сезоны скорость денитрификации выше; при этом процесс анаммокс также вносит вклад в удаление азота как летом, так и зимой.

Исследование выявило, что летом удаление азота в основном определяется микробной активностью и характеристиками отложений, включая содержание органического углерода, азота и влажность в донных отложениях. Зимой доминирующие факторы смещаются в сторону гидрохимических условий: температура, а также концентрации аммонийного азота и нитратов оказывают более заметное влияние на микробные процессы удаления азота.

Хао Цзян, автор-корреспондент из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук, отметил, что процесс удаления азота в реках нельзя объяснить одним экологическим фактором — доминирующие факторы меняются в зависимости от сезона. Поэтому эффективное управление водосбором должно учитывать как ландшафтные условия крупного масштаба, так и микропроцессы, происходящие в речных отложениях.

Исследователи считают, что эти результаты помогут усовершенствовать глобальные модели круговорота азота и послужат основой для управления лесными водосборами, что позволит снизить загрязнение питательными веществами в нижнем течении и защитить качество воды.