磷石膏基人工基质：通过理化优化实现废弃物增值与植被恢复的有效可持续途径

《Environmental Technology & Innovation》：Phosphogypsum-based artificial substrate: A possible effective sustainable approach for waste valorization and vegetation restoration through physicochemical optimization

本研究针对高原湖泊（如滇池）面源氮(N)、磷(P)污染治理难题，以中山杉(Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan’) riparian plantations 为研究对象，对比季节性淹水(LWM)与永久淹水(LYH)两种水文 regime 下土壤氮磷空间衰减规律。结果表明：季节性淹水更利于NH4+-N和AP的去除，而永久淹水促进TN和TP削减但存在二次释放风险；Fe3+（季节性淹水）和SOM（永久淹水）是主要驱动因子，Bacillus asahii等微生物群落结构变化与营养盐消长密切关联。研究提出“3 m×3 m种植间距+乔-灌-草复合群落”的缓冲带优化策略，为高原湖泊 eutrophication 防控提供科学依据。

　　

高原湖泊富营养化是全球性的水环境难题，而滇池作为中国三大污染湖泊之一，其治理成效直接关系到长江上游生态安全屏障功能。近年来，滇池湖滨带大规模种植耐水湿的中山杉（Taxodium hybrid ‘Zhongshanshan’），形成生态缓冲带以拦截面源氮（N）、磷（P）污染。然而，不同水文 regime（如季节性淹水与永久淹水）下缓冲带的净化效率及其调控机制尚不明确，这限制了优化设计。为此，李倩等研究人员在《Environmental Technology》发表论文，通过对比两种典型中山杉林（LWM：干湿交替；LYH：持续淹水），系统解析了土壤氮磷形态沿 runoff 方向的空间分异规律，并揭示其背后的理化-微生物耦合驱动机制。

研究团队在滇池湖滨带设置两类样地：龙望庙溪（LWM，季节性淹水）和老鱼河湿地公园（LYH，永久淹水）。沿污染流入向湖心方向布设采样点，分表层（0-15 cm）和亚表层（30-50 cm）采集土壤样品，测定氮磷形态（TN、NH₄⁺-N、NO₃^--N、TP、AP）、理化指标（pH、WC、SOM、EC、Fe²⁺/Fe³⁺、DOC/DIC）及细菌群落结构（16S rRNA测序）。通过Spearman相关性与冗余分析（RDA）量化环境因子与微生物群落的关联。

3.1. 不同水文条件下中山杉对氮磷的去除效率

季节性淹水林（LWM）中，NH₄⁺-N和AP在近湖侧显著升高，而NO₃^--N在深层土壤呈累积趋势；永久淹水林（LYH）则呈现TN和TP的总体下降（最高削减36.5%），但湖滨侧出现NH₄⁺-N和NO₃^--N的二次释放热点。对比发现，3 m×3 m种植间距、较高林下物种丰富度的点位（如LYH的10号点）氮磷去除效果更优，而过密种植（2 m×2 m）可能导致养分滞留能力下降。

3.2. 土壤理化因子对氮磷衰减的调控作用

在LWM样地，Fe³⁺是调控氮磷转化的关键因子，其与NH₄⁺-N、NO₃^--N、AP呈显著正相关，表明铁氧化还原循环驱动养分转化；而在LYH样地，SOM成为主要预测因子，与TN累积密切相关。此外，盐度（EC）下降可能削弱NO₃^--N的去除效率，提示适度盐分对维持湿地生物地球化学循环的重要性。

3.3. 微生物群落对氮磷去除的贡献

Bacillus asahii是优势菌种，在LWM亚表层局部富集（如6号点相对丰度达11.91%），其与反硝化（denitrification）、硝酸盐呼吸等功能潜势正相关，可能促进NH₄⁺-N的滞留。LYH样地中，Acidobacteria bacterium与TN负相关，而Myxobacterium AT3-03与AP动态同步变化。RDA分析进一步证实，LWM群落结构主要受Fe³⁺和WC驱动，而LYH以SOM和pH为主导。

本研究明确了水文 regime 通过改变土壤理化环境和微生物功能，深刻影响中山杉缓冲带的氮磷拦截效能。结论强调：应避免长期深淹，采用适中间距（3 m×3 m）与复合植被结构，以强化缓冲带功能。该成果为高原湖泊富营养化治理提供了基于“水文-土壤-微生物”协同调控的优化路径，对类似生态系统修复具有重要参考价值。