《Wetlands》：Road Salt Impacts on Soil Properties and Permanent Nitrogen Removal Capacity of Freshwater Urban Wetlands
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本研究针对道路融雪盐输入对淡水城市湿地氮循环关键过程的影响展开深入探讨。研究人员通过评估13个路边湿地的土壤理化性质及微生物功能基因，发现高浓度钠盐(Na+)会显著抑制反硝化作用(DNF)，降低土壤大团聚体比例和生物有效性铁含量，进而削弱湿地的永久性氮去除能力。该研究为道路盐管理策略制定提供了关键科学依据，对维持城市湿地生态系统服务功能具有重要意义。
随着城市化进程加速，冬季道路融雪盐的广泛使用导致大量钠离子(Na+)进入周边淡水湿地生态系统。这些湿地本是城市环境的"肾脏"，能通过自然生物过程过滤和去除过量氮素，但盐分输入可能改变其生态功能。尤其值得关注的是，融雪盐主要成分氯化钠中的Na+可能比海水盐分产生更强烈的负面影响，因为Na+的单电荷和大原子半径会分散土壤黏粒，影响氧气扩散和微生物活性。然而，目前关于道路盐对淡水湿地氮循环影响的研究仍较缺乏，特别是对反硝化(DNF)和异化硝酸盐还原为铵(DNRA)这两个竞争性氮转化过程的综合影响尚不明确。
为探究此问题，研究团队选取美国特拉华州纽瓦克至威尔明顿城市走廊的13个淡水湿地（包括10个路边湿地和3个参考湿地），根据土壤有效钠含量将其分为低（Na+<70 mg/kg）、中（70-150 mg/kg）、高（Na+>150 mg/kg）三个等级。通过测量土壤理化指标、氮转化速率和微生物参数，系统评估道路盐对湿地功能的影响。
研究采用的主要技术方法包括：通过15N同位素标记法测定DNF和DNRA速率；采用湿筛法分析土壤团聚体组成；使用Mehlich-3提取法测定生物有效性养分；通过磷脂脂肪酸(PLFA)分析微生物生物量；利用实时定量PCR(qPCR)定量功能基因(nosZ和nrfA)。所有样本来自实地采集的26个位点的饱和土壤（0-20 cm深度）和地表水。
DNF和DNRA过程速率
研究发现DNF速率（0.8-83 μg N/L·h）显著高于DNRA（0.2-24 μg N/L·h），表明反硝化是这些湿地主要的硝酸盐去除途径。高钠盐湿地DNF速率显著降低，而DNRA未呈现规律性变化。DNF速率与土壤大团聚体比例、有机碳和生物有效性铁呈现相似变化趋势，提示这些因素可能共同影响氮转化过程。
氮形态、有机碳及土壤结构
与预期相反，铵态氮(NH4+)、硝态氮(NO3-)在不同盐分组间无显著差异。土壤总有机碳(TOC)和全氮(TN)在中盐组最高，高盐组显著降低。土壤大团聚体比例在高盐组显著减少（13-88%），证实Na+对土壤结构的破坏作用。生物有效性铁(M3-Fe)在高盐组显著降低，可能与钠离子对铁元素的置换作用有关。
微生物群落响应
微生物生物量（通过PLFA测定）和功能基因丰度(nosZ和nrfA)在盐分组间无显著差异，表明微生物群落对当前盐度水平具有一定耐受性。然而，功能基因表达可能已受影响，这需要进一步转录组学研究验证。
研究结论表明，道路盐输入对湿地生态系统的影响具有复杂性和非线性特征。高浓度Na+（>150 mg/kg）会通过破坏土壤结构、降低生物有效性铁含量和抑制反硝化过程，削弱湿地的氮去除能力。值得注意的是，某些参数（如有机碳）在中盐水平呈现促进效应，提示盐分影响可能存在阈值效应。这项发表于《Wetlands》的研究强调，需制定针对性的道路盐管理策略，保护城市湿地的生态服务功能，特别是在气候变化导致极端天气事件增多的背景下，这一问题更显紧迫。研究结果为城市规划者和环境管理者提供了重要科学依据，对维持城市水环境健康具有重要意义。
