亚热带农业小流域水体氮素及其稳定同位素分布特征

作者：赵强; 秦晓波; 吕成文; 李玉娥; 吴红宝; 廖育林; 鲁艳红

来源：中国生态农业学报（中英文）, 2018, 26(01): 136-145.

DOI：10.13930/j.cnki.cjea.170539

• 脱甲河
• 亚热带
• 农业小流域
• 氮污染
• 氮同位素
• 氮素来源

为控制流域氮素养分流失、改善流域水体环境,以亚热带典型农业小流域脱甲河为研究对象,对表层水体铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)浓度和水体硝态氮δ15N(δ15N-NO3-)、沉积物有机质δ15N(δ15N-Org)浓度进行了连续试验观测,分析氮素浓度及其稳定同位素值的时空特征,探讨影响氮素分布的环境因子及水体NO3-和沉积物有机质氮素的可能来源。结果表明:水体NO3--N浓度明显高于NH4+-N,均值分别为1.62 mg·L-1和0.90mg·L-1,并且分别在6月、8月及冬季较高;城镇区和农田区水体NH4+-N浓度与其他类型区差异显著(P<0.05),并且显著高于其他水体;NO3--N浓度在城镇区、农田区及山间林地区较高,水库区较低。支流NH4+-N浓度高于干流,均表现为冬季>春季>夏季>秋季;干流、支流NO3--N浓度分别表现为冬季>夏季>秋季>春季、秋季>冬季>夏季>春季。源头和出口处水体均表现为NO3--N浓度高于NH4+-N,源头处氮素浓度低于出口处。水体δ15N-NO3-及底泥δ15N-Org值分布范围分别为-19.87‰8.11‰和-0.69‰6.51‰,水体δ15N-NO3-最高值在Ⅲ级河段,最低值出现于Ⅳ级河段,各级河段间水体δ15N-NO3-11月差异较小,而1、2月差异明显;河流底泥δ15N-Org最高值也位于Ⅲ级河段,而最低值则在Ⅰ级河段,Ⅲ、Ⅳ级河段δ15N-Org值随时间变化趋势较为一致,Ⅰ、Ⅱ级河段δ15N-Org最小值出现于1月。总之,脱甲河水体存在氮素污染现象且以外源输入为主,水体氮素来源主要为土壤有机质、人工合成肥料及陆源有机质,开展流域氮素分布及来源研究对认识流域尺度氮污染物的源解析具有一定科学意义。

• 单位
  中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所; 安徽师范大学; 湖南省土壤肥料研究所; 农业部