(資料圖)
全面闡明湖泊磷循環(huán)過程并揭示其對生態(tài)系統(tǒng)影響一直是環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究熱點。由于傳統(tǒng)認知和分析方法不足, 絕大多數(shù)研究均以正五價的磷酸鹽(P+V)為基礎(chǔ), 忽略了磷化氫(P-III)、次亞磷酸鹽(P+I)和亞磷酸鹽(P+III)等無機還原態(tài)磷(簡寫“IRP”), 致使當前對湖泊磷生物地球化學(xué)循環(huán)過程認識存在明顯的“缺失”。IRP在湖泊中廣泛分布且沉積物被證實為IRP產(chǎn)生和釋放的熱點區(qū)域。在人類活動和全球變化雙重干擾下，許多湖泊正面臨強烈的湖泊環(huán)境變異, 形成的強厭氧還原環(huán)境將加劇IRP的形成和釋放。水體中蓄積的IRP可能對湖泊生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的危害，然而該研究尚未開展。
在此背景下，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所韓超等研究人員系統(tǒng)開展P+III/P+V暴露對優(yōu)勢水生植物苦草和藻類的適生性影響研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1) 試驗藻生長均被抑制，P+III無法作為有效磷源被藻直接吸收利用；且較高濃度P+III(0.01–0.7 mg/L) 會對藻類產(chǎn)生明顯的毒性效應(yīng)，而銅綠微囊藻和小環(huán)藻細胞破壞最為顯著。這表明富營養(yǎng)化水體蓄積的IRP會加速藻類的死亡分解，在抑制藍藻暴發(fā)方面具有積極作用。(2) 通過苦草的根系和葉片P+III暴露模擬實驗證實，P+III對苦草根系、葉片、生物量等生長指標同樣具有顯著的抑制效應(yīng)，較高P+III濃度誘導(dǎo)植物細胞產(chǎn)生顯著的氧化應(yīng)激效應(yīng)，P+III對于葉片造成的損傷癥狀顯著高于根系損傷。由此表明水中增加的P+III無法被苦草根系或葉片吸收利用，而且會對苦草生長和代謝產(chǎn)生毒害效應(yīng)，在今后水生態(tài)風(fēng)險評估中需要特別注意。
圖1.P+III對藻類和苦草生長影響實驗和結(jié)果示意圖
以上成果分別以Ignored effects of phosphite (P+III) on the growth responses of three typical algae species和New insights into the growth response of the macrophyte Vallisneria natans exposed to phosphite為題發(fā)表在Science of the Total Environment 和Environmental Pollution等期刊上面。該成果得到了國家自然科學(xué)基金和江蘇省優(yōu)秀青年基金等項目資助。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749121022545
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722052883
標簽： 生態(tài)效應(yīng)
