亞熱帶農(nóng)業(yè)小流域水系N2O擴(kuò)散通量及其影響因素

【資料簡介】

為研究亞熱帶丘陵地區(qū)農(nóng)業(yè)小流域水系溶存N2O的擴(kuò)散傳輸特性，利用雙層擴(kuò)散模型法，研究了一年周期內(nèi)（2014年4月－2015年4月）脫甲河小流域4級(jí)河段N2O濃度和擴(kuò)散通量的時(shí)空變化規(guī)律及其與環(huán)境變量的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示：1）脫甲河水體氨態(tài)氮（NH4+-N）、硝態(tài)氮（NO3--N）、溶解性有機(jī)碳（dissolved organic carbon，DOC）和電導(dǎo)率（electrical conductivity，EC）的年變化范圍分別是0.004～8.32（均值1.29±1.49）mg/L、0.01～3.05（均值1.43±0.63）mg/L、0.92～6.72（均值2.99±1.25）mg/L和50.36~248.43（均值138.37±47.56）μS/cm，相應(yīng)的河流N2O濃度和擴(kuò)散通量的年變化范圍分別是0.006～1.38（均值0.15±0.26）μmol/L和-0.88～337.94（均值32.50±56.41）μg/(m2•h)；2）除在冬季河流源頭區(qū)域觀測(cè)到個(gè)別的負(fù)通量外，N2O擴(kuò)散通量在一年時(shí)間內(nèi)幾乎持續(xù)處于正值，呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化特征。其季節(jié)變化規(guī)律為：冬高（70.93±90.89）μg/(m2•h)，夏低（12.04±9.02）μg/(m2•h)；空間上呈隨河流污染負(fù)荷梯度的增加通量逐步增加的模式；3）影響脫甲河水體溶存N2O濃度的顯著性因子有EC（r=0.45，P<0.05）、NH4+-N（r=0.44，P<0.05）、NO3--N（r=0.52，P<0.05）和DOC（r=0.49，P<0.05）；水體N2O擴(kuò)散通量與NH4+-N（r=0.50，p<0.05）、NO3--N（r=0.58，P<0.05）、DOC（r=0.46，P<0.05）和EC（r=0.50，P<0.05）呈顯著正相關(guān)，與水體溫度T（r=-0.24，P<0.05）呈顯著負(fù)相關(guān)。研究表明，脫甲小流域內(nèi)，農(nóng)業(yè)面源污染、畜禽養(yǎng)殖以及居民生活廢水和污水的排入造成的河流水體污染負(fù)荷增大是導(dǎo)致脫甲河水體溶存N2O擴(kuò)散通量急劇增加的主要原因。該研究可為研究亞熱帶丘陵地區(qū)水系或類似河流N2O擴(kuò)散特征及影響因素響應(yīng)機(jī)制提供參考。