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摘要
潜流带是地表水与地下水之间发生水分和物质交换的关键区域，研究河流潜流带氮素转化对于改善河流水质，维持水生态系统稳定具有重要意义.为探究半干旱区草原曲流河潜流带内的氮素迁移转化过程，以锡林河弯曲河段为研究对象，结合水动力学和水化学法，分析了潜流带内的垂向潜流交换模式及氮素转化特征.结果表明：非降雨时期垂向潜流交换以微弱的上升流为主，平均水力梯度为-0.023.降雨和上游来水可能导致交换方向逆转，出现下降流，平均水力梯度为0.086.垂向潜流交换速率随深度增加而递减，河床表面以下20、50和100 cm处的平均交换速率分别为0.102、0.041和0.017 m·d-1,100 cm是垂向交换的下边界.潜流带中可能存在氨化、硝化、反硝化及异化还原反应，50 cm是热点反应深度，出现生物地球化学梯度的逆转.草原曲流河的垂向潜流带是NO3-的汇，且对NO3-的去除作用存在空间差异，深层沉积物的去除作用强于浅层.上升流和下降流条件下的NO3-平均去除率分别为34%和28%.曲流河段顶点处相对于入流及出流处，其垂向交换较弱，而氮素浓度较低，可能是曲流驱动下生物地球化学反应发生的热点位置.
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