王子豪，徐鑫溢，陳慶鋒，李 昆，顏菲菲，辛 宇，紀林卉，李岱珈，冉俊豪，徐小亞*

(1.山東師范大學地理與環(huán)境學院，山東濟南 250014；2.中國海洋大學深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學中心和海洋化學理論與工程技術教育部重點實驗室，山東青島 266100；3.中國海洋大學化學化工學院，山東青島 266100)

二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)是大氣中重要的溫室氣體。據(jù)世界氣象組織(WMO)分析報道，人類活動的加劇導致2020年大氣CO2和CH4濃度達到新高，其中CO2濃度約為4.13×10-1‰，CH4濃度約為1.89×10-3‰[1]。自20 世紀初以來，溫室氣體濃度升高導致的氣候變暖使得全球海平面持續(xù)上升，全球河口海岸帶地區(qū)的極端氣候事件頻繁發(fā)生[2]。當前，中國力爭于2030年前實現(xiàn)碳達峰，計劃通過提升生態(tài)碳匯能力，充分發(fā)揮森林、草原、濕地等生境的碳匯作用[3]，從而持續(xù)推進中國2060年的碳中和目標。濱海濕地被認為是重要的“藍碳生態(tài)系統(tǒng)”之一，作為大氣中CO2和CH4重要的源或匯，該地區(qū)的碳循環(huán)過程對于減緩氣候變化具有重要意義。微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其通過參與有機碳礦化、固碳等過程在碳循環(huán)過程中發(fā)揮著重要作用[4]。然而，工農(nóng)業(yè)開發(fā)導致的土地利用類型的變化、農(nóng)業(yè)活動以及化肥的使用等人類活動改變了微生物生境及其群落結(jié)構，從而影響土壤碳循環(huán)過程，最終反饋至大氣，影響氣候變化進程。因此，探明人類活動對微生物主導的土壤碳循環(huán)過程的影響對于可持續(xù)的土地管理和減緩氣候變化至關重要。

黃河三角洲作為全球最年輕的三角洲和濕地生態(tài)系統(tǒng)之一，其獨特的地理環(huán)境(河-海-陸交互作用顯著)使得該地區(qū)具有極高的生物多樣性和生產(chǎn)力。近年來，在經(jīng)濟的快速發(fā)展以及愈發(fā)密集的人類活動影響下，黃河三角洲濕地的生態(tài)環(huán)境變得愈發(fā)脆弱和敏感。當前，鹽漬化加劇、過量化肥輸入、重金屬和微塑料污染等導致的環(huán)境問題深刻影響了河口地區(qū)的生態(tài)健康與生物地球化學循環(huán)過程，并對CO2與CH4排放相關的碳循環(huán)過程產(chǎn)生了重要影響[5]。迄今為止，國內(nèi)外學者基于河口濕地CO2與CH4排放的環(huán)境影響因子及其對環(huán)境變化的響應已開展了大量研究[6-7]。結(jié)合黃河三角洲濕地所面臨的重要環(huán)境問題，總結(jié)濕地碳循環(huán)相關微生物以及CO2與CH4排放過程對這些環(huán)境問題響應特征與機制的相關研究進展，以期為黃河三角洲濕地管理措施的制定以及明晰黃河三角洲濕地在減緩氣候變化進程中的作用提供理論依據(jù)和微生物生態(tài)學視角。

1 數(shù)據(jù)與方法

Web of Science數(shù)據(jù)庫是由美國科學技術信息研究所推出的引文索引數(shù)據(jù)庫，已成為國際公認的進行科學統(tǒng)計和科學評價的檢索工具。本文以科學引文索引Web of Science核心合集為數(shù)據(jù)源，選用(1)salt，Yellow River Delta，carbon OR saline，Yellow River Delta，carbon OR salination，wetland,carbon OR salinization，Yellow River Delta，carbon；(2)over-fertilization，Yellow River Delta，carbon OR excessive fertilizer，Yellow River Delta，carbon OR excessive fertilization，Yellow River Delta，carbon OR long term fertilization，Yellow River Delta，carbon OR nitrogen input，Yellow River Delta，carbon OR fertilizer，Yellow River Delta，carbon OR fertilization，Yellow River Delta,carbon；(3)heavy metals，Yellow River Delta，carbon OR heavy metals，Yellow River estuary，carbon；(4)microplastic，Yellow River Delta，carbon OR microplastic，Yellow River Delta，C OR MPs，Yellow River Delta，carbon OR MPs，Yellow River Delta，C共4個序列的關鍵詞，針對不同檢索主題，選取2013—2023年的發(fā)表年份，對檢索結(jié)果進行篩選，分別得到271 篇、70 篇、60 篇和7 篇論文。在CiteSpace 6.1 R2 的聚類功能集群中，采用對數(shù)似然比(log-likelihood ratio，LLR)算法，對關鍵詞進行聚類和分析。聚類的規(guī)模越大，編號越??；當平均輪廓值S＞0.7時，表明聚類是有效的和令人信服的。在本文中，以上4個序列關鍵詞對應的平均輪廓值S分別為0.766 6、0.767 4、0.875 9和0.963 1，表明聚類結(jié)果分類合理。

2 鹽漬化加劇對黃河三角洲濕地碳排放的影響

2.1 黃河三角洲濕地鹽漬化現(xiàn)狀

土壤鹽漬化是土地退化的一種形式，據(jù)估計，中國受土壤鹽漬化影響的地區(qū)已擴大至3.6×105km2，主要分布在干旱半干旱地區(qū)和濱海灘涂地區(qū)[8]。黃河三角洲是中國北方典型的濱海土壤鹽漬化地區(qū)，以墾利寧海為頂點，北起套爾河口，南至支脈溝口，大部分區(qū)域位于山東省東營市境內(nèi)，年降水量具有明顯的季節(jié)性，這直接導致地表徑流和地下水補給量在年內(nèi)分配極不均勻。同時，該區(qū)年蒸發(fā)量遠大于降水量的特點為土壤鹽分向上運移提供了有利條件，使得當?shù)赝寥利}漬化過程先于成土過程，具有良好的鹽漬淤泥發(fā)育基礎[9]。該區(qū)鹽度空間分布不均勻，區(qū)域水鹽動態(tài)過程復雜，特殊的自然環(huán)境使其易發(fā)生土壤鹽漬化等生態(tài)問題。近年來，隨著黃河流域生態(tài)保護與高質(zhì)量發(fā)展相關政策的持續(xù)推進，黃河三角洲濕地土壤鹽漬化程度已得到大幅度削減，重度鹽漬化面積不斷縮小，鹽漬化增長趨勢總體上得到根本性遏制。但是隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，黃河流域與黃河三角洲地區(qū)的人口數(shù)量增加、工農(nóng)業(yè)不斷發(fā)展，使得黃河三角洲濕地面臨更為復雜的外部環(huán)境，這將潛在地影響濕地的鹽漬化過程。

當前，黃河流域綠化提升工程的實施使得入海泥沙含量減少而引起的海水入侵、“渤海糧倉”計劃開展過程中的墾荒與灌溉以及生產(chǎn)生活用水量的不斷增加等一系列人類活動對水循環(huán)的支配，已經(jīng)顯著改變了黃河三角洲的水鹽平衡以及鹽堿土壤的時空分布，使黃河三角洲總鹽漬化面積由2015年的4 244 km2增加至2020年的4 629 km2[10]，呈小幅上升趨勢。同時，最新研究顯示，位于黃河入?？诘膲ɡ麉^(qū)約有76%的地區(qū)受到土壤鹽漬化的侵蝕，輕度鹽漬化、中度鹽漬化、重度鹽漬化土壤的面積分別為43 112 hm2、56 205 hm2和30 147 hm2，分別占墾利區(qū)總面積的23.4%、30.5%和16.4%[8]。可見，黃河三角洲濕地土壤鹽漬化問題依舊廣泛且深刻[11]。在全球視角下，濕地鹽漬化正在以前所未有的地理規(guī)模和速度發(fā)生，對濕地生態(tài)系統(tǒng)造成了深遠影響[12]。在人類活動干預下，氣候變化與水文循環(huán)之間的相互作用更加緊密，可能會在未來幾十年加劇濕地鹽漬化的范圍與嚴重性[13]。同時，土壤鹽漬化導致的濕地退化將改變濕地景觀和土壤微生物，進而改變濕地碳循環(huán)過程，甚至可能使?jié)竦赜商紖R變成碳源，最終反饋至全球氣候系統(tǒng)[14]。

2.2 鹽漬化對黃河三角洲濕地碳排放的影響

針對鹽漬化對黃河三角洲濕地碳排放影響的相關英文文獻，通過聚類分析，得到9個主題的代表性關鍵詞，包括plant invasion(植物入侵)、carbon dioxide(二氧化碳)、biochar(生物炭)、soil aggregate(土壤團聚體)、salt stress(鹽脅迫)、saline soil(鹽漬土)、soil inorganic carbon(土壤無機碳)、estuarine wetlands(河口濕地)和fluorescence(熒光反應)，其對應的代表性關鍵詞見表1。鹽漬化對黃河三角洲濕地碳排放的研究主要集中在：(1)植物入侵引起的鹽漬化濕地碳排放增加機制及其生態(tài)效應；(2)鹽漬化對土壤有機碳分子組成、穩(wěn)定性和分配的影響及其對濕地碳排放的響應；(3)生物炭應用于鹽漬化濕地土壤改良對土壤碳儲存和碳排放的影響及機制；(4)鹽漬化濕地土壤微生物對有機質(zhì)分解和濕地碳排放的調(diào)控作用及其響應機制；(5)河口濕地碳排放與鹽度、潮位和植物入侵的相互作用機制及模型研究；(6)鹽漬化濕地土壤無機碳組分、來源、固化和分配機制對碳排放的影響及其生態(tài)效應；(7)遙感監(jiān)測、熒光光譜和穩(wěn)定同位素技術在鹽漬化濕地碳排放研究中的應用。

表1 關于黃河三角洲鹽漬化問題研究的文獻關鍵詞聚類表Table 1 Keyword clustering table of the literature on the study of salinization in the Yellow River Delta

IPCC 第五次評估報告指出[15]，沿海地區(qū)土壤鹽漬化現(xiàn)象在全球范圍內(nèi)普遍存在，大面積濕地正處于強烈的鹽分變化環(huán)境之中。黃河三角洲濕地作為中國最大的濱海濕地之一，其鹽漬化問題備受關注。通過研究黃河三角洲濕地土壤鹽漬化對碳循環(huán)與碳排放的影響[16-18]，發(fā)現(xiàn)土壤鹽漬化是影響土壤理化性質(zhì)、微生物群落結(jié)構和功能的主要因素之一，并且高鹽濃度可以限制微生物活動與酶活性，降低土壤碳氮含量[19]。探究影響土壤有機碳含量變化的因素與土壤胞外酶(如碳獲取細胞外酶)的功能，將有助于從機制上理解鹽堿地碳循環(huán)[20-21]。研究表明，由于濱海濕地生境的復雜性，土壤胞外酶活性對鹽漬化有著不同的響應，鹽漬化程度、土壤有機碳損失與碳獲取胞外酶三者之間存在潛在功能關系[22-23]，并且在不同鹽漬化程度下土壤有機碳損失的敏感度不同[24]。因此，土壤鹽漬化程度可以作為預測土壤有機碳損失的一個重要指標，為建立鹽漬化與有機碳損失之間的函數(shù)模型提供了理論依據(jù)。

此外，在討論鹽生植物對土壤微生物活性的提升以及對鹽漬化的抗逆性時，需要注意不同鹽度環(huán)境下CO2排放量的變化[25]。在種植耐鹽植物的地區(qū)，隨著鹽度的增加，CO2累計排放量增加了35%，表明鹽度管理與CO2減排之間關系密切，在高鹽脅迫環(huán)境下尤其需要對CO2排放進行預測[26]。因此，為了充分了解濱海濕地鹽漬化、土壤有機碳和CO2排放之間的復雜關系，需要開展更深入的研究。

鹽分還通過影響底物供給[27-28](如土壤有機質(zhì)、植物根際分泌物及二者的殘留物底物)調(diào)控CH4的產(chǎn)生過程(圖1)。在鹽漬化環(huán)境下，CH4產(chǎn)生的調(diào)控方式主要包括滲透脅迫、離子毒害、營養(yǎng)失衡以及鹽脅迫的次級反應等[25,29]。研究發(fā)現(xiàn)，低鹽度環(huán)境并未對CH4產(chǎn)生過程產(chǎn)生抑制作用，反而促進了CH4產(chǎn)生，而高鹽度環(huán)境則會通過抑制產(chǎn)甲烷菌活性的方式降低CH4排放量[30]。值得注意的是，上述現(xiàn)象在環(huán)境中的發(fā)生并非絕對，研究人員曾在高鹽環(huán)境中檢測到嗜鹽甲烷菌屬的古菌，該菌屬于專性嗜鹽產(chǎn)甲烷菌，是專性甲基營養(yǎng)體，可在鹽度高達25%的環(huán)境下生長[31-32]。此外，高鹽環(huán)境往往導致土壤pH的上升。大多數(shù)研究表明，pH是影響產(chǎn)甲烷菌活性的重要環(huán)境因子，而產(chǎn)甲烷菌生長的最適pH 范圍為6.5～7.5[33]，這使得鹽堿地高堿環(huán)境中產(chǎn)甲烷菌的活性通常會受到抑制，進而降低CH4排放量。但考慮到專性嗜鹽產(chǎn)甲烷菌對高鹽環(huán)境的強適應能力，其對于濕地碳減排必然存在一定威脅。在厭氧條件下，微生物氧化CH4的過程被稱為甲烷厭氧氧化(AOM)，其被廣泛認為是大氣CH4濃度的重要調(diào)節(jié)器。研究表明，中度鹽漬化(鹽度為40～80 mmol/L)會顯著降低土壤CH4消耗量[34]，但該過程并未完全受到抑制，而在高鹽度(＞9%)環(huán)境下則完全被抑制[35]，即鹽度與甲烷厭氧氧化速率顯著負相關。通過對黃河三角洲濕地土壤樣品進行室內(nèi)模擬實驗，發(fā)現(xiàn)低水位和高鹽度有利于CH4的固存[36]，在實現(xiàn)生態(tài)平衡的前提下，通過適度增加土壤鹽度影響甲烷產(chǎn)生以及甲烷厭氧氧化功能微生物的生長，進而抑制CH4排放過程，是濕地CH4減排的優(yōu)先選擇。

圖1 不同鹽分條件對黃河三角洲濕地CH4排放的影響Fig.1 Effects of different salinity conditions on CH4 emissions from wetland in the Yellow River Delta

總體而言，人類活動造成的鹽漬化加劇對土壤碳排放的影響是一個復雜的過程，涉及到土壤微生物活性和群落結(jié)構的改變，以及鹽度對微生物代謝和生長的限制程度。一方面，高鹽濃度會改變土壤的理化性質(zhì)，降低土壤碳、氮含量，直接或間接影響微生物活動和酶活性，導致碳排放減少。另一方面，鹽漬化通過促進土壤中部分耐鹽微生物的生長，加快有機質(zhì)分解，從而提高土壤呼吸速率，增加CH4排放量，導致碳排放量增加。因此，鹽漬化的影響因土壤環(huán)境和鹽漬化程度而異，不同程度的鹽漬化可能引起不同的碳通量變化。

3 過度施肥問題

3.1 黃河三角洲濕地過度施肥現(xiàn)狀

施肥是黃河三角洲周邊農(nóng)田的重要土地管理措施之一，其可以顯著提高作物產(chǎn)量與質(zhì)量，肥料的施用方法、肥料類型等都會對微生物介導的碳循環(huán)過程產(chǎn)生重要影響。合理施用肥料對植物根系生長及農(nóng)作物生產(chǎn)均有促進作用，對土壤微生物活性、植物根系分泌物等也有一定積極意義，有利于土壤團聚體的形成和穩(wěn)定性[28]，但過量施肥則反之。其中氮肥是目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中施用量最大的肥料之一，長期施氮將造成土壤pH降低甚至酸化，導致土壤鹽基不飽和度增加、土壤肥力下降，并且活化潛在的毒性離子Fe(III)和Al(III)，從而降低土壤抗逆性。此外，氮肥的過量施用還會通過氨揮發(fā)以及反硝化作用產(chǎn)生各種含氮氣體(如N2O、NO、NO2等)，引起大氣污染[37]。中國作為世界上氮肥用量最大的國家，氮肥施用量占全球氮肥施用量的30%左右[38]。根據(jù)中國統(tǒng)計信息網(wǎng)[39]報道，多年來東營市種植區(qū)的地下水存在嚴重的NO-3污染問題，NO-3含量最高超標27 倍。由于濕地中有機碳的分解在很大程度上受土壤氮可用性的控制，因此，人為氮輸入的增加會影響濕地的碳平衡[40]，氮的異常濃度將嚴重影響土壤養(yǎng)分儲備以及微生物介導的溫室氣體排放過程，并且該過程在造成資源浪費的同時嚴重威脅當?shù)氐纳鷳B(tài)安全。

3.2 過度施肥對黃河三角洲濕地碳排放的影響

針對過度施肥對黃河三角洲濕地碳排放影響的相關英文文獻，通過聚類分析，得到7個主題的代表性關鍵詞，包括media(介質(zhì))、blue carbon(藍碳)、nitrogen input(氮 輸 入)、carbon sequestration(碳 封 存)、global warming(全 球 變 暖)、nutrient enrichment(營養(yǎng)富集)和decomposition(分解)，其對應的代表性關鍵詞見表2。過度施肥對黃河三角洲濕地碳排放影響的主要研究領域包括：(1)過度施肥對濕地介質(zhì)(如土壤、沉積物等)結(jié)構與性質(zhì)的影響；(2)過度施肥對濕地植被的影響以及藻類、海草等富含有機碳的植物對碳固定和碳封存的作用；(3)過度施肥對濕地氮素濃度的影響以及氮輸入對濕地碳排放的調(diào)節(jié)作用；(4)過度施肥對濕地碳封存的影響以及濕地土壤碳儲量與碳封存機制；(5)過度施肥對濕地溫度、濕度等氣候因素的影響以及全球變暖對濕地碳排放的影響；(6)過度施肥對濕地營養(yǎng)元素濃度的影響以及營養(yǎng)富集對濕地碳排放的微生物調(diào)控機制；(7)過度施肥對濕地分解作用的影響以及分解作用對濕地碳排放的調(diào)節(jié)作用。

表2 黃河三角洲過度施肥問題研究的文獻關鍵詞聚類表Table 2 Keyword clustering table of the literature on the study of over-fertilization in the Yellow River Delta

黃河三角洲濕地是天然的碳匯[29]，然而，不斷增長的人口和社會經(jīng)濟變化刺激了人們對更多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的需求。為了滿足日益增長的人口對糧食需求的增大，更多自然濕地被轉(zhuǎn)化為農(nóng)田，而轉(zhuǎn)化后的農(nóng)田成為碳排放的重要來源[41]。濕地排水轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)用地后，土壤有機物暴露在空氣中，導致其被氧化并以CO2氣體的形式釋放到大氣中。因此，濕地轉(zhuǎn)為農(nóng)田將對其碳匯能力造成損害，還可能使其成為溫室氣體的重要來源[41]。

氮輸入增加顯著增強了黃河三角洲鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)的CO2吸收能力。植被覆蓋是影響生態(tài)系統(tǒng)CO2凈交換的重要生物因素之一，而氮輸入增加了黃河三角洲濕地土壤無機氮的含量，緩解了養(yǎng)分限制，從而促進了鹽地植物的生長，增加了植物生物量，進而增強了生態(tài)系統(tǒng)CO2吸收能力[42]。在低產(chǎn)林地中的研究發(fā)現(xiàn)，氮肥輸入大大增加了樹群的CO2匯，但樹樁CO2匯的增加高于土壤CO2凈排放的增加，因此，以施肥為基礎的林業(yè)在十年的時間范圍內(nèi)有氣候冷卻的作用[43]。但是，隨著氮輸入量的增加，特別是NH4NO3的過量輸入將導致土壤逐漸酸化，這將改變碳循環(huán)相關酶的活性，從而降低濕地以CO2形式的碳損失[40]。

氮輸入還能夠提高鹽沼濕地土壤碳排放，主要表現(xiàn)為生長季的CO2排放和淹水期的CH4排放。由于氮輸入提高了土壤養(yǎng)分含量，促進了植物生長，并向土壤中輸送了更多活性有機碳，如溶解性有機碳(DOC)，從而產(chǎn)生和排放了更多的CO2和CH4[42]。這與其他學者的研究結(jié)果[44]相似，在美國北卡羅來納州弗里曼溪濕地，通過比較施肥和未施肥地塊的碳積累量，發(fā)現(xiàn)氮肥的大量施用顯著提高了濕地微生物的呼吸速率，從而顯著增加了CO2凈排放量。雖然氮肥輸入能夠促進植物生長增加植被固碳量，但是碳損失遠大于碳積累，氮輸入增加導致的濕地碳損失將達到原來的5 倍。目前，隨著糧食需求的不斷增加和土地利用類型的不斷變化，黃河三角洲濕地在轉(zhuǎn)化為農(nóng)田時將經(jīng)歷頻繁的淹水和排水過程，鹽沼濕地土壤有機碳流失主要受淹水頻率控制，短期的水文操縱會使CO2排放增加40%，這將使其升溫潛能增加7.5倍[41]，而氮輸入可以削弱淹水頻率對CO2、CH4排放和溶解性有機碳流失的控制作用[42]。此外，生態(tài)系統(tǒng)CO2交換的季節(jié)變化主要與土壤溫度相關，而氮輸入強化了溫度對鹽沼濕地CO2交換的影響[42]。在全球變暖的趨勢下，氮輸入對鹽沼濕地碳循環(huán)的影響將變得更加復雜，需要開展更深入的研究來探討其作用機制。

長期大量施用氮肥對CH4排放的影響已受到生態(tài)學家們的廣泛關注，但當前的研究結(jié)論并不一致。部分研究認為，長期大量施用氮肥會增加土壤中氨的濃度，氨可以取代CH4被甲烷單加氧酶(MMO)氧化為NO2-[45]，而NO2-又會抑制CH4氧化作用最后一步反應中甲酸脫氫酶的活性[46]，進而抑制土壤CH4氧化過程并促進CH4排放[47]。還有研究發(fā)現(xiàn)，在水稻生長季施氮顯著增加了隨后休耕期的CH4排放，這可能是因為土壤溶解性有機碳含量的升高為CH4產(chǎn)生提供了充足的基質(zhì)[48]。此外，參與反硝化型厭氧甲烷氧化(DAMO)過程的主要細菌M.oxyfera的最佳pH為7.5[49]，表明氮肥過量施用導致的土壤酸化可能會阻礙功能細菌的活動，并進一步阻礙甲烷厭氧氧化，最終加劇CH4排放。因此，為了更好地了解長期施用氮肥對CH4排放的影響，特別是對功能菌活性和土壤pH 的影響，有必要開展進一步的研究。研究發(fā)現(xiàn)，黃河三角洲濕地土壤NO2-、NO-3和總氮含量是影響反硝化型厭氧甲烷氧化速率的主要環(huán)境因子[6]。這一結(jié)論在中國杭州灣濕地也得到證實[50]，NO-3濃度與反硝化型厭氧甲烷氧化細菌的豐度和活性均顯著正相關。因此，氮肥的適量施用可能會通過增加土壤中NO2-與NO3-含量的方式提高甲烷氧化菌的豐度和活性，從而促進甲烷厭氧氧化的發(fā)生并降低CH4的釋放。綜上所述，過度施肥對黃河三角洲濕地碳排放產(chǎn)生了重要的影響，但影響程度取決于施肥量、施肥方式、濕地類型、氣候條件等多種因素。因此，在進行濕地保護和管理時，需要針對不同情況采取相應的措施，以保持濕地的碳平衡。

當前，基于以CH4作為電子供體，具有NO3-/NO2-還原能力的反硝化型厭氧甲烷氧化反應被廣泛認為在全球碳循環(huán)和氮循環(huán)之間發(fā)揮著重要聯(lián)系作用[51]，同時該反應已被廣泛應用于工業(yè)脫氮過程?？紤]到M.oxyfera細菌與Anammox細菌在CH4氧化與NH+4氧化過程之間的耦合聯(lián)系，即可以共同利用CH4和NH+4作為電子供體，在氮污染嚴重的土壤中，利用二者的共同功能作用進行土壤脫氮是十分可行的(圖2)，這對于解決因長期過量施用氮肥所造成的濕地土壤氮污染和溫室氣體排放具有重大意義。

圖2 利用反硝化型甲烷厭氧氧化(DAMO)與厭氧氨氧化過程進行氮污染治理與CH4減排Fig.2 Using the denitrifying anaerobic methane oxidation(DAMO)and Anammox processes for nitrogen pollution control and CH4 reduction

4 重金屬污染問題

4.1 黃河三角洲濕地重金屬污染現(xiàn)狀

重金屬引起的環(huán)境污染是導致濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)服務功能不斷下降的重要原因之一。近年來，隨著黃河三角洲地區(qū)城市化和工業(yè)化進程的不斷加快，紡織服裝、石油化工等成為該區(qū)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)[52]。工業(yè)廢棄物中鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鎘(Cd)、砷(As)、鉛(Pb)等重金屬的殘留量較高，對廢棄物的處理方式不當會使環(huán)境面臨嚴重的污染壓力。此外，隨著大型生豬、雞、鴨、羊等養(yǎng)殖業(yè)向黃河三角洲地區(qū)聚集，農(nóng)業(yè)活動中的畜禽糞肥經(jīng)常被作為肥料用于作物生產(chǎn)，這使得土壤重金屬不斷累積[53]。人類活動導致的土壤重金屬污染問題已成為當前社會和學術界關注的熱點。土壤中重金屬含量的增加能夠改變土壤理化性質(zhì)，并通過水源供給、食物攝入、皮膚接觸等方式影響人類健康[52]，同時，重金屬污染還會作用于濕地生態(tài)系統(tǒng)的一些關鍵生態(tài)過程[54]。因此，F(xiàn)e、Mn、Cu、Cd、As、Pb 等重金屬作為典型的累積性污染物能夠?qū)θ祟惤】岛蜕鷳B(tài)環(huán)境造成顯著影響[55]，還可以通過影響微生物功能及其群落結(jié)構對濕地碳循環(huán)過程產(chǎn)生重大影響，但由于重金屬對生態(tài)環(huán)境影響方式的多樣性以及環(huán)境的高度復雜性，使得當前對該過程影響機理的研究依然存在爭議。

4.2 重金屬污染對黃河三角洲濕地碳排放的影響

通過聚類分析，在重金屬污染對黃河三角洲濕地碳排放影響的相關英文文獻中，得到11 個主題的代表性關鍵詞，包括source identification(來源識別)、respiration rate(呼吸速率)、geochemistry(地球化學)、spartina alterniflora(互花米草)、centrifugal ultrafiltration(超濾離心)、laizhou bay(萊州灣)、polluted sludge(污染底泥)、episodic deposition(偶發(fā)性沉積)、composting(堆肥)、aliphatic hydrocarbons(脂肪烴)和China(中國)，其對應性關鍵詞見表3。重金屬污染對濕地碳排放影響的研究主題涉及(1)重金屬來源識別，包括工業(yè)排放、農(nóng)業(yè)廢水、城市污水等來源；(2)重金屬污染對濕地生態(tài)系統(tǒng)呼吸速率的影響，了解其對濕地碳排放的影響；(3)通過分析濕地中重金屬的地球化學特征，揭示重金屬污染物的轉(zhuǎn)化和遷移行為，為研究其對濕地碳排放的影響提供理論支持；(4)以互花米草為代表的濕地植物對重金屬污染的耐受性和凈化能力研究，為濕地修復提供科學依據(jù)；(5)通過超濾離心技術，對濕地水體中的重金屬進行分離和濃縮，提高檢測靈敏度，為深入研究重金屬污染對濕地碳排放的影響提供實驗技術支持；(6)研究萊州灣重金屬污染對濕地生態(tài)系統(tǒng)的影響，為保護萊州灣濕地以及中國不同濕地生態(tài)系統(tǒng)提供科學依據(jù)，探討濕地生態(tài)修復的可行性和科學性；(7)重點研究濕地底泥中重金屬污染物的來源、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律，為探明底泥對濕地碳排放的影響機制與濕地修復提供理論支持；(8)探究重金屬污染物的偶發(fā)性沉積中不同沉積通量和沉積類型對濕地生態(tài)系統(tǒng)碳排放的影響；(9)通過堆肥技術，將污染的底泥轉(zhuǎn)化為肥料，為濕地修復提供可持續(xù)性的解決方案；(10)研究重金屬污染物與脂肪烴的相互作用，探究二者對濕地碳排放的綜合影響。

表3 黃河三角洲重金屬污染研究相關文獻的關鍵詞聚類表Table 3 Keyword clustering table of the literature on the study of heavy metal pollution in the Yellow River Delta

黃河三角洲濕地沉積物一般呈堿性，在堿性環(huán)境中重金屬元素不容易發(fā)生遷移，并隨時間的推移而聚集[56]。對黃河口及其鄰近地區(qū)表層沉積物中微量金屬的含量及其粒度分布的研究結(jié)果表明，不同重金屬之間存在極顯著相關性，說明它們可能來自于共同的污染源[57]。目前，黃河三角洲沉積物中重金屬元素的含量與潛在生態(tài)危害程度存在差異和變化，并且重金屬元素的形態(tài)和種類也會影響其潛在的生態(tài)風險程度[58]，總體來看，鉻(Cr)、Cu、As、Pb 主要是復合污染，源于黃河沿岸、河口地區(qū)的石油和礦物資源開采、化石燃料的燃燒以及自然因素的作用[59]，金屬形態(tài)以殘渣態(tài)和可還原態(tài)為主[60]；Cd污染主要來源于工業(yè)污染(電鍍、化工、金屬加工等)、農(nóng)業(yè)活動(農(nóng)業(yè)用藥、污水灌溉等)和生活廢水[59]，Cd 以弱酸形態(tài)存在[60]，這種形態(tài)具有極高的遷移性和生物可利用性[61]，使其更容易被植物吸收，從而影響植物的生長和光合作用，進而影響碳的固定和釋放。Pb、Cd 等重金屬元素具有較強的毒性，可導致濕地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力下降、物種多樣性減少，從而減少濕地的碳排放。盡管黃河三角洲濕地沉積物Pb含量較高，但其容易隨細顆粒懸浮物遷移，礦化埋藏進入沉積物中使其毒性降低，因此Pb的潛在生態(tài)風險程度較低[56]。研究表明，濕地沉積物中重金屬的含量可能與濕地有機碳庫存在潛在聯(lián)系，并且大多數(shù)重金屬的生物累積與總初級生產(chǎn)力、生態(tài)系統(tǒng)呼吸顯示出強烈的相關性[62]。這是因為濕地中的水生食物網(wǎng)以天然溶解有機碳為基礎，重金屬隨著有機碳通過消費者的攝食行為進入并影響生物群落，因此，濕地沉積物有機碳含量是間接影響重金屬含量的關鍵因素。同時，重金屬污染降低了土壤微生物的豐富性和多樣性[63]，改變了區(qū)域內(nèi)微生物群落的空間結(jié)構[62]，這會抑制微生物的呼吸，導致CO2排放量減少。然而，土壤有機碳含量可以緩沖重金屬污染的影響，在有機碳含量較高的濕地，重金屬對微生物的毒性降低，這將緩解重金屬對CO2排放的抑制作用。這些研究結(jié)果對于理解重金屬污染對黃河三角洲濕地碳排放影響的復雜性具有重要意義。

在上述研究中，重金屬并沒有顯著抑制產(chǎn)甲烷菌的活性，但是對甲烷厭氧氧化過程及其相關微生物卻具有顯著影響，這可能是因為與其他土壤微生物群落相比，產(chǎn)甲烷菌對重金屬毒性的耐受力更強。因此，與碳、氮等元素循環(huán)相耦合的以金屬還原菌介導的金屬依賴型甲烷厭氧氧化(Metal-AOM)過程在生物地球化學循環(huán)過程中起著重要的驅(qū)動作用[64]。例如，F(xiàn)e、Mn作為黃河三角洲濕地環(huán)境中重要的變價金屬元素，在厭氧環(huán)境中普遍存在二者作為電子受體參與甲烷厭氧氧化反應的過程。2009 年，在加利福尼亞州鰻魚河流域的研究中發(fā)現(xiàn)了甲烷厭氧氧化依賴Fe、Mn的證據(jù)[64]，此后，在半咸水海岸的相關研究也證明了鐵氧化物還原與CH4氧化之間存在耦合聯(lián)系[65]。還有研究人員通過在淡水沉積物生物反應器中添加CH4和金屬Mn(IV)，發(fā)現(xiàn)了以“Candidatus Methanoperedens manganicus”和“Candidatus Methanoperedens manganireducens”為主導的Mn(IV)依賴型甲烷厭氧氧化微生物[66]。在黃河三角洲地區(qū)，不同土層的甲烷厭氧氧化潛力對Fe(III)、Mn(IV)輸入的響應存在差異[67-68]，但在人工濕地[33]與沿海稻田中[69]，鐵、錳的輸入能有效削減濕地CH4和CO2排放量。因此，當前關于Fe 和Mn 的添加是否促進甲烷厭氧氧化的結(jié)論仍然不一致，其原因除了生境之間的相互獨立性外，還可能與Fe 和Mn 的輸入形式和濃度有關。目前，通過對湖泊沉積物中甲烷厭氧氧化的模式、途徑和微生物多樣性進行研究，發(fā)現(xiàn)盡管有一些證據(jù)表明甲烷厭氧氧化依賴于金屬氧化物，但非硫酸鹽氧化劑對甲烷厭氧氧化的刺激大多是間接的，這為日后研究金屬耦合甲烷厭氧氧化提供了新的視角[70]。

除了Fe(III)與Mn(IV)，其他金屬類型如As(V)、硒[Se(VI)]、Cu(II)、Cr(VI)、礬[V(V)]、銻[Sb(V)]和碲[Te(IV)]也能介導甲烷厭氧氧化[71-76](表4)。As 可以作為甲烷厭氧氧化的替代電子受體，甲烷厭氧氧化菌通過反向產(chǎn)甲烷和呼吸作用還原As，并且其功能基因在自然環(huán)境中普遍存在，因此該過程可能是一個被廣泛忽略的潛在全球性過程[74]。研究發(fā)現(xiàn)，甲烷氧化菌屬中的甲基單胞菌屬(Methylomonas)可以在氧化CH4的同時直接將SeO24-還原為SeO[75]。同時，在厭氧環(huán)境中，甲烷氧化菌Candidatus Methanoperedens和Candidatus Methylomirabilis也可以將SeO24-還原為SeO，從而消除SeO42-的毒性[77]。可見，Se 作為重要電子受體具有參與甲烷厭氧氧化過程的潛力。

表4 金屬依賴性厭氧甲烷氧化(Metal-AOM)相關研究進展Table 4 Advances in researches related to metal-dependent anaerobic methane oxidation(Metal-AOM)

綜上所述，重金屬污染對濕地碳排放的影響受到多種因素的調(diào)控，包括污染物種類、濃度等。此外，重金屬污染對不同類型濕地碳排放過程的影響也不盡相同。鑒于重金屬離子如Fe、Mn等在濕地環(huán)境中的廣泛分布，重金屬介導的甲烷厭氧氧化過程在未來控制濕地重金屬遷移轉(zhuǎn)化與CH4減排領域有著重要前景，而其介導自然界中多種元素循環(huán)的生態(tài)功能也將為黃河三角洲濕地的可持續(xù)發(fā)展提供新的研究路徑。

5 微塑料污染問題

5.1 黃河三角洲濕地微塑料污染現(xiàn)狀

微塑料是指尺寸小于5 mm的塑料碎片或顆粒，通常將其中直徑小于2 mm的塑料顆粒定義為塑料微粒，其會進一步分解成納米級塑料(＜100 nm)。微塑料的主要成分為聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚乳酸(PLA)、聚苯乙烯(PS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等聚合物，以及用于紡織衣物、織物的人工合成纖維類微塑料，如尼龍(PA)、人造絲(PA)、滌綸(PET)等[81]。研究表明，黃河三角洲濕地土壤中存在顆粒、碎片、纖維和薄膜4種不同形態(tài)的微塑料[82]，該地區(qū)微塑料污染較為嚴重，微塑料總體豐度達80～4 640 items/kg，平均豐度為1 142.53 items/kg，粒徑范圍為5.78 μm/mm[83]。土壤微塑料的來源主要包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中地膜與薄膜的使用、作物種植、施肥、灌溉、大氣沉降等，其中以土壤中殘留的農(nóng)用薄膜裂解產(chǎn)生的微塑料最為主要[84]。

微塑料對生物和環(huán)境的影響表現(xiàn)為，當其被生物攝入后造成生物體機械損傷，同時增塑劑等化學成分在微塑料遷移、轉(zhuǎn)化過程中的釋放還將引發(fā)生物攝食效率降低，對其發(fā)育和繁殖產(chǎn)生毒害作用[85]。微塑料還能吸附重金屬、抗生素等污染物并長期與污染物共存，使污染物在生物體內(nèi)得到富集，改變污染物的毒性效應并對生物產(chǎn)生復合作用，同時微塑料還會改變土壤pH、容重等理化性質(zhì)[81]。此外，微塑料還可以作為微生物、藻類、昆蟲等生物的“新型”生存載體，在進行生物能量遷移的同時可能會通過物種遷移的方式為新環(huán)境帶來生物入侵等問題[86]。因此，微塑料輸入對環(huán)境及動植物的健康都會帶來不同程度的風險，并通過食物鏈的生物富集作用對人類健康產(chǎn)生威脅，當今社會對于微塑料污染的研究與治理已經(jīng)迫在眉睫。

5.2 微塑料污染對黃河三角洲濕地碳排放的影響

通過聚類分析，在微塑料污染對黃河三角洲濕地碳排放影響的相關英文文獻中，獲得3 個代表性關鍵詞，即microplastic pollution(微塑料污染)、pollutants adsorption(污染物吸附)和human activities(人類活動)，其對應的關鍵詞見表5。微塑料污染對黃河三角洲濕地碳排放影響的研究主題有(1)微塑料來源和分布：對黃河三角洲濕地微塑料來源和分布的調(diào)查研究，包括塑料顆粒的粒徑、密度和形態(tài)等；(2)微塑料的吸附和釋放：研究微塑料在濕地環(huán)境中的吸附和釋放特性，探討微塑料對濕地有機碳吸附和釋放過程的影響；(3)微塑料對濕地碳排放的影響：研究微塑料對濕地有機碳分解和微生物代謝的影響，探討微塑料污染對濕地碳循環(huán)的影響機制；(4)微塑料污染的環(huán)境風險：評估微塑料對濕地生態(tài)系統(tǒng)和人類健康的風險，包括微塑料在濕地生態(tài)系統(tǒng)中的累積和生物放大效應；(5)微塑料治理與減排技術：探索黃河三角洲濕地微塑料治理與減排的技術和方法，包括物理、化學和生物處理等手段的應用。

表5 黃河三角洲微塑料污染研究的文獻關鍵詞聚類表Table 5 Keyword clustering table of the literature on the study of microplastic pollution in the Yellow River Delta

微塑料主要由碳、氫、氧等元素組成，是一種高碳含量的人造物質(zhì)，與傳統(tǒng)觀點不同的是，微塑料除了易威脅生態(tài)環(huán)境外，還有一定的生態(tài)功能。一方面，由于微塑料不易分解的特性，使其能夠在土壤中積累，有學者發(fā)現(xiàn)在所有存在微塑料污染的區(qū)域，土壤微塑料豐度與有機碳含量之間存在正相關關系[87]，盡管貢獻率低，但微塑料已經(jīng)對沿海沉積物碳庫做出了隱性貢獻[88]。另一方面，微塑料中在相對短時間內(nèi)較易分解的部分可以作為土壤微生物的碳源或有機底物被微生物利用，從而對相關功能微生物的生長產(chǎn)生促進作用。例如，科研人員證實了部分微生物對微塑料的生物降解能力，從紅樹林沉積物中分離出來的芽孢桿菌菌株27 (Bacillussp.strain 27)和紅球菌菌株36 (Rhodococcussp.strain 36)，在接觸到聚丙烯微塑料時表現(xiàn)出來的生長反應和降解機制表明，這兩種細菌菌株生長都能利用聚丙烯微塑料[89]。

目前，微塑料污染對黃河三角洲濕地碳排放的影響程度尚不明確。盡管該地區(qū)存在微塑料污染，但污染程度和潛在污染風險均較低[82]。人口密度、經(jīng)濟活動以及河流輸入、近海潮汐等自然過程都會深刻影響微塑料的分布[82]。植被類型也會影響黃河三角洲地區(qū)微塑料的沉積，植被能夠減緩水流速度、降低波浪強度，從而加速微塑料在河口濕地的沉積過程[90-91]。此外，不同類型植被的根系結(jié)構和微生物群落也會對微塑料沉積產(chǎn)生影響。因此，在研究微塑料污染對濕地碳排放的影響時，需要考慮自然因素和人為因素對微塑料分布和沉積的復合影響。微塑料輸入會明顯改變濕地沉積物中微生物的群落組成、代謝特性以及植物的生長和營養(yǎng)循環(huán)[92]。雖然微塑料和根莖層微生物之間的相互作用可能會影響濕地植物的生長和健康，但植被的覆蓋可能對濕地攔截微塑料起到重要作用[88]，并且根莖層的微生物可以成為降解微塑料的理想候選者，這有助于開發(fā)一種新的微塑料生物降解方法，以幫助減輕塑料和微塑料聚合物的環(huán)境影響。但是當前關于微塑料作為底物影響CO2排放的相關機制尚不清楚，需要進一步研究微塑料與土壤微生物間的互作關系，探明微塑料對微生物呼吸作用的影響。

作為一種有毒化學聚合物，微塑料對土壤CH4排放過程的影響在于其對功能菌群的毒性效應。研究表明，與參與CH4排放過程的其他微生物相比，產(chǎn)甲烷菌對微塑料更敏感，并且添加的微塑料濃度越高，累積產(chǎn)CH4量越少[93]。這與其他研究的結(jié)果相似[94]，即不同微塑料類型中的聚苯乙烯可以增加CH4產(chǎn)生量，同時通過建立網(wǎng)絡模型發(fā)現(xiàn)，不同微塑料類型對CH4產(chǎn)生的影響比微塑料直徑和濃度的影響更顯著。聚乙烯微塑料可以通過調(diào)節(jié)底物中的NH4+濃度和產(chǎn)甲烷菌豐度而影響CH4的排放[95]。在廢水處理中發(fā)現(xiàn)，添加聚乙烯微塑料可減少與產(chǎn)甲烷相關功能酶的豐度，并顯著降低CH4產(chǎn)生量[96]。此外，除了微塑料本身，其浸出的化學添加劑也會對CH4排放過程產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，微塑料中劑雙酚A(BPA)的浸出是CH4產(chǎn)生量下降的主要原因[97]。還有研究發(fā)現(xiàn)，聚酰胺6(PA6)的浸出物己內(nèi)酰胺(CPL)會顯著提高土壤CH4產(chǎn)生量[98]。因此，對于不同的微塑料添加劑而言，其復雜的化學特性會對甲烷功能菌產(chǎn)生不同的影響，但相關研究目前仍處于起步階段。同時，最新研究發(fā)現(xiàn)[99]，老化后的微塑料有著粗糙的表面，這有助于對電子受體氧化鐵的隔離，并進一步對甲烷厭氧氧化過程產(chǎn)生影響。

此外，微塑料污染還可能通過改變濕地植被、土壤微生物群落等影響濕地碳儲存和碳排放。特別是在不同類型的濕地中微塑料污染對碳排放的影響程度不同，例如不同類型的植被和土壤對微塑料的吸附能力、降解能力存在差異。因此，深入研究微塑料污染對黃河三角洲濕地碳排放的影響及其機制，對于濕地生態(tài)系統(tǒng)保護和推動碳減排具有重要意義。微塑料中污染物質(zhì)的浸出特性會對濕地環(huán)境和大氣環(huán)境產(chǎn)生重大威脅，但是目前關于微塑料對碳排放的影響研究仍較為缺乏，微塑料及其添加劑的種類對碳循環(huán)相關微生物的豐度、功能基因的影響尚不清楚，這必然成為濱海濕地實現(xiàn)碳減排的重要挑戰(zhàn)。

5 不同人類活動對濕地碳排放影響的綜合分析

通過綜合分析當前的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)鹽度變化對黃河三角洲濕地碳排放過程具有較強的影響，即隨著鹽度的增加，其對碳排放的抑制作用逐漸增強，最高可增加-2 151.98%(表6)。這主要與高鹽度環(huán)境下微生物活性和生態(tài)過程的變化有關，但需要進一步的研究來揭示其機制。氮輸入對碳排放的影響相對較強，尤其是在高濃度和長期輸入下，氮作為影響生態(tài)系統(tǒng)的關鍵營養(yǎng)元素，能夠促進土壤微生物的生長和代謝活動，進而促進土壤有機質(zhì)的分解和碳釋放過程。氮輸入對碳排放的影響受季節(jié)和水文條件的影響較為深刻，即季節(jié)變化和水文條件通過調(diào)節(jié)氮素與土壤呼吸之間的相互作用，進而影響碳排放的量級和趨勢，在植物生長季施以高水平的氮肥，將顯著促進濕地碳排放(約142.86%)。因此，在評估氮輸入對碳排放的影響時，需要綜合考慮其他因素的影響。

表6 不同人類活動對黃河三角洲濕地碳排放影響的綜合分析Table 6 Comprehensive analysis of the impacts of different human activities on wetland carbon emissions in the Yellow River Delta

重金屬輸入對CH4排放的影響較為復雜，不同土層和重金屬的組合可能導致CH4排放的增加或減少，這是因為重金屬輸入會影響濕地土壤中的微生物群落并進一步影響CH4產(chǎn)生過程。具體而言，不同土層中微生物群落的差異以及重金屬與土壤中其他化學物質(zhì)的相互作用都可能導致CH4產(chǎn)生過程的變化。此外，不同重金屬元素的性質(zhì)和毒性差異也會對CH4排放產(chǎn)生不同的影響。因此，研究重金屬輸入對CH4排放的影響需要考慮土層差異和重金屬元素之間的相互作用，以便更好地理解其影響機制。目前，微塑料對碳排放的影響較不明確，具體影響程度取決于微塑料的濃度和種類。總體而言，鹽漬化與過量氮輸入對黃河三角洲濕地碳排放的影響十分顯著，但重金屬與微塑料對其的潛在影響也不應忽略。

盡管本研究對不同人類活動影響下黃河三角洲濕地碳排放的響應特征與機制進行了系統(tǒng)梳理和比較，但是關于溫室氣體通量的一般性結(jié)論可能因特定的現(xiàn)場環(huán)境因子而具有內(nèi)在的不確定性。其中，數(shù)據(jù)的局限性，特別是不同研究中實驗方法和實驗條件的差異性，都使得對不同人類活動影響下黃河三角洲濕地碳排放通量的估算不夠精確。因此，在未來的研究中需要采用更大時空尺度下黃河三角洲濕地的標準化且連續(xù)的野外觀測數(shù)據(jù)進行驗證，以實現(xiàn)對不同人類活動影響下濕地碳排放通量的量化研究，從而對濕地長期凈碳平衡進行準確評估。

6 總結(jié)與展望

近年來，作為世界上陸海相互作用最活躍的地區(qū)之一，黃河三角洲濕地正在經(jīng)歷持續(xù)嚴重的人為干擾，如鹽漬化加劇、氮過量輸入、重金屬和微塑料輸入等，這直接或間接導致該區(qū)濕地面積減少、生態(tài)功能退化等一系列環(huán)境問題，并對濕地碳排放過程造成嚴重影響。

人類活動造成的鹽漬化加劇對黃河三角洲濕地碳排放的影響較為嚴重，主要表現(xiàn)在濕地生產(chǎn)力和植物多樣性的降低，導致土壤碳儲存能力下降。盡管近年來已經(jīng)采取了相關措施來遏制鹽漬化加劇的情況，但該問題仍然存在。因此，人為因素導致的濕地土壤鹽漬化不可忽視。目前，碳循環(huán)相關微生物與酶活性對高鹽環(huán)境的響應機制尚不統(tǒng)一，這可能是由濕地生境的差異以及濕地鹽分組成的地域性差異造成的，如不同離子及其多樣化組合都會對濕地土壤微生物產(chǎn)生影響，進而導致一系列濕地碳循環(huán)過程的差異。

關于過量施氮是否會將濕地的碳匯角色轉(zhuǎn)化為碳排放源的問題目前還存在爭議。過度施肥會增加土壤有機碳和全氮含量，但同時也會導致土壤中礦質(zhì)氮的損失和硝化作用的增強，并且降低濕地土壤呼吸作用和植被的固碳能力?？傮w來看，過度施肥對濕地碳排放的影響取決于施肥量、施肥頻率、施肥方式以及濕地生態(tài)系統(tǒng)自身特征等因素。對于黃河三角洲濕地而言，過度施肥還可能導致鹽漬化加劇等問題，增加濕地生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境風險。針對過量施氮所引發(fā)的各種環(huán)境問題，可以引導農(nóng)民合理施肥，并且嘗試應用反硝化型厭氧甲烷氧化脫氮機制來緩解氮污染，改善農(nóng)田環(huán)境。此外，高效的氮肥利用模式也亟待開發(fā)與探索。

黃河三角洲濕地土壤重金屬的富集主要來源于工農(nóng)業(yè)的聚集，重金屬污染對黃河三角洲濕地碳排放的影響較為顯著。重金屬的形態(tài)和種類會對濕地造成潛在的生態(tài)風險，其中鎘對黃河三角洲濕地生態(tài)環(huán)境及碳儲存的影響較大?？偟膩碚f，重金屬污染對濕地生態(tài)環(huán)境和碳排放過程具有一定的負面影響，同時，金屬還原菌介導的多數(shù)重金屬能夠通過耦合甲烷厭氧氧化從而實現(xiàn)重金屬消減以及CH4減排，未來甲烷厭氧氧化過程對于控制重金屬污染以及由CH4排放帶來的溫室效應具有重要潛力。

微塑料污染對濕地碳排放的影響尚不明確，但其潛在危害不可忽視。黃河三角洲濕地微塑料主要來源于土壤殘留農(nóng)用薄膜的裂解過程，其中不同種類的微塑料及其浸出物對碳排放過程存在不同影響，但目前關于微塑料對碳排放的影響研究仍處于起步階段，對濕地碳排放的影響尚未有明確的定量研究結(jié)果。鑒于微塑料在濕地環(huán)境中的廣泛分布以及濕地碳排放的重要生態(tài)意義，二者間的強烈耦合關系必將成為新的研究熱點。

將增進對不同人類活動影響下黃河三角洲濕地碳排放通量變化的主要驅(qū)動因素和機制的理解，但未來仍需開展更系統(tǒng)的時空耦合研究以及控制碳排放通量的關鍵驅(qū)動因素研究。鑒于當前方法學的限制，目前對濕地碳排放路徑的研究大多為室內(nèi)模擬研究，而在原位揭示其產(chǎn)生機制的研究還相對較少。因此，未來可以更多地采用原位監(jiān)測方式，進一步探究濕地碳排放過程對人為因素干擾的響應機制，這無疑對于緩解全球氣候變化以及保護濕地生態(tài)系統(tǒng)多樣性具有重要意義。

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