河流氮输出对人类活动净氮输入的响应

由人类活动产生的氮排放是影响河流氮通量输出的关键,本研究基于人类活动净氮输入模型和流域分布式水文模型(SWAT),计算了山美水库流域2001—2010年人为氮排放强度,模拟估算了同期的河流氮通量,对山美水库河流氮输出与人类活动净氮输入(NANI)之间的响应特征进行研究。结果表明,2001—2010年间,山美水库流域年均人类活动净氮输入强度为11 023 kg N·km~(-2),其中氮肥施用量占NANI总量的60%,是NANI的主要来源;河流氮通量的年际变化特征深受河流年径流变化影响,与NANI并无显著相关;NANI、滞留氮库以及自然背景源对流域河流氮输出总量的贡献率分别达到52%、44%和4%,包括NANI和滞留氮库在内的人为氮输入是影响山美水库流域河流氮通量输出的关键因素。     

硝酸盐氮同位素指示的青海湟水河中可能的氮污染来源

系统测定了青海湟水河枯水期河水的硝酸盐(NO-₃)含量及其氮同位素组成(δ¹⁵N-NO-₃),详细分析了青海湟水河流域硝酸盐浓度及氮同位素组成的变化特征,基于此初步探讨了河水中可能的氮污染来源。结果显示,研究时段内湟水河河水的NO-₃浓度范围为0.1~38.0 mg/L,平均值为15.9 mg/L,约56%的河水样品中的NO-₃含量超过我国《地表水环境质量标准》中V类水氮含量的标准限值。湟水河河水δ¹⁵N-NO-₃值的变化范围为+2.7‰~+16.8‰,平均值为+8.5‰,反映出受不同氮来源的影响。总体而言,湟水河NO-₃浓度自源头至下游整体呈增大趋势,但各区段δ¹⁵N-NO-₃值的变化幅度却存在较大差异。对比分析发现,流域内河水较高的δ¹⁵N-NO-₃值可能指示河水中的硝态氮主要来源于工业生产以及人类生活排放的污水或粪便;而较低的δ¹⁵N-NO-₃值指示河水中的硝态氮主要来源于大气氮沉降或与农业活动有关的土壤。     

森林土壤碳、氮淋失过程及其 形成机制研究进展

大气氮沉降对森林生态系统碳截存和损耗过程的影响已引起广泛关注, 但对沉降氮在森 林生态系统中的去向、增氮对土壤中碳/氮转化过程的影响以及土壤氮饱和前后土壤渗漏液中溶 解性有机碳(DOC) 和溶解性有机氮(DON) 动态等方面的研究还不够深入。本文论述了近年来国 内外在土壤氮饱和及土壤碳、氮淋溶领域的最新研究进展, 从系统论的角度阐述土壤氮饱和过程 及内涵; 通过论述DOC 和DON 含量及其结构组成变化来揭示其对增氮/氮沉降的内在响应机 理; 论述了增氮对土壤无机氮转化的影响以及生物和非生物因素对沉降氮固持的贡献。指出土壤 氮饱和为土壤中的有效氮随时间增加超过了土壤中生物和非生物的持留能力, 导致土壤氮的净 矿化、净硝化、NO₃^-流失以及土壤酸化等过程发生一系列非线性变化。初步认为土壤中DOC 和 DON 对增氮的不同响应归因于氮素饱和过程的三个不同阶段。对于特定的生态系统来说, 需要 清楚地认识土壤氮素矿化、硝化、反硝化和固持等过程, 才能明晰土壤氮素状态以及随时间的演 变。另外, 指出在上述三个研究领域中存在的问题, 并提出拟解决的途径以及未来的可能研究方 向, 以期对该领域的研究提供参考。     

复合人工湿地对氮的深度处理效果及影响因素

研究了2008年5~10月对废水中氮的深度处理效果,采用Monod动力学模型对该人工湿地进行模拟并验证,分析进水中NH4+—N和NO3-—N的含量与其去除率的相关性以及COD/NH4+—N、COD/NO3-—N对降解系数的影响。结果表明,①复合湿地组合形式对NH4+—N和NO3-—N的去除率分别介于66.0%~77.1%和46.2%~77.2%之间;②Monod模型对人工湿地中NH4+—N和NO3-—N去除率的预测值与实验观测值吻合程度较好;③NH4+—N和NO3-—N的去除率分别随着其在进水中的含量的增加而增大;④进水中的COD/NH4+—N与KNH4+—N呈负相关关系,而COD/NO3-—N与KNO3-—N呈正相关关系。人工湿地中硝化和反硝化作用受到进水中NH4+—N和NO3-—N含量的限制,氮的去除率随着进水中NH4+—N和NO3-—N浓度的增加而增大。有机物和NH4+—N在人工湿地中的降解可能存在竞争氧的关系,可利用碳源构成了反硝化作用的限制因素。     

滹沱河流域本底状态地表水氮、磷非点源污染评价

通过对滹沱河流域各支流源头区地表水中氮、磷浓度监测分析,得出本底状态下总氮浓度为0.223～5.631 mg/L,氨氮浓度范围为未检出～0.634 mg/L,可溶态氮浓度为0.190～5.532 mg/L,总磷浓度为0.024～0.683 mg/L,可溶态磷浓度为0.026～0.220 mg/L.本底状态下各水文期氮的非点源污染形态都以可溶态氮为主;磷的非点源污染形态枯水期以可溶态磷居多,丰水期以颗粒态磷为主.滹沱河流域本底状态下氮、磷非点源污染水平较高.     

长江流域氮的生物地球化学循环及其对输送无机氮的影响——1968～1997年的时间变化分析

通过研究长江流域 1 968～ 1 997年氮的输入、输出、平衡的生物地球化学循环 ,表明长江流域 1 997年氮的输入量、输出量和储存量分别为 1 0 .0× 1 0 9、 6.7× 1 0 9、和 3.5× 1 0 9kg,分别是 1 968年氮输入量、输出量和储存量的 4、 5和 3倍。在氮的输入中 ,1 977年以前 ,长江流域氮输入主要是生物固氮 ,年均固氮量约 1 .0× 1 0 9kg;而在 1 985年后 ,化学氮肥年均输入量约5 .0× 1 0 9kg,占总氮输入的 5 0 %以上。在氮的输出中 ,1 997年通过长江大通站水体中溶解态无机氮 ( DIN)的浓度和通量分别是 1 .60 mg/ L和 1 .40× 1 0 9kg,从 1 968年到 1 997年约增加了1 0倍 ;大约 2 5 %的氮输入通过长江输送到东海 ,约 33%的氮输入通过反硝化和氨挥发进入大气中 ,剩余 42 %的氮输入储存在流域内。研究发现 ,长江流域的氮输入量 ,特别是化肥氮的输入量 ,是造成长江输送无机氮通量上升的主要因素     

三江自然保护区河流湿地水质研究

2005年春季(5月)、夏季(8月)和秋季(10月),分别在黑龙江流域三江自然保护区Ⅰ区和Ⅱ区的河流湿地中选取14个点采集水样,测试分析各个水样的总磷(TP)、化学需氧量(COD)、硝酸氮(NO3—N)、亚硝酸氮(NO2—N)和氨氮(NH4—N)浓度及其变化情况,得到三江自然保护区河流湿地水质分布特征。研究结果显示,三江自然保护区Ⅰ区和Ⅱ区河流湿地水质分布特征具有相似性。研究区Ⅰ区河流湿地水中的TP质量浓度总体上大于Ⅱ区,最大的TP质量浓度出现在Ⅰ区浓江河1号采样点的秋季水样中,为2.483 mg/L;河流湿地水中最大的COD质量浓度出现在Ⅰ区的黑龙江入水口采样点的夏季水样中,为82.70 mg/L,表明夏季该处湿地水体有机污染严重;在春季和秋季,Ⅰ区和Ⅱ区河流湿地水中NO3—N质量浓度都呈显著上升趋势;在夏季和秋季,Ⅰ区河流湿地水中的NH4—N和NO2—N的质量浓度都大于Ⅱ区。研究区河流湿地对污染物的净化作用存在较大的季节波动性,Ⅱ区河流湿地的净化能力强于Ⅰ区。     

滇池不同流域类型降雨径流对河流氮磷入湖总量的影响

通过对滇池三种不同流域类型的雨季初始期三场降雨径流的汇水河道的入湖口水质和流量监测 ,重点分析了典型城市纳污河流、城乡结合型河道和农业重污染区河道的营养盐携带状况与特征。研究结果表明 :不同流域类型河流的氮磷营养盐入湖总量受降雨过程及特征、流域类型特征、降雨径流流量、径流水营养盐浓度综合控制。城乡结合型河道 (大清河 )有最高的TP、KN (凯氏N)、NH3 N、NO3 N和NO2 N入湖总量 ,三场降雨累积量分别为11374 3、 12 7971 7、 85 36 5 4、 92 3 4和 84 1 2kg ;城市纳污河流 (乌龙河 )有最高的单位面积入湖总量负荷 ,TP、KN、NH3 N和NO2 N分别为 5 35 7、 5 86 0 5、 382 1 9和 2 4 6kg/km2 。     

北江流域氮收支估算

根据2006年北江流域的基本统计数据和相关参数,对该地区氮的收支进行了估算和环境影响分析.2006年北江流域的氮输入量为39.52×104 t,单位国土面积接收的氮量为84.61 kg/hm2·a,稍高于全国和长江流域,也高于世界一些大河流域.在氮的输出中,约38.61﹪的氮通过珠江口输送到中国南海,27.80﹪的氮通过反硝化和9.13﹪的氮通过氨挥发进入大气,剩余24.46﹪的氮储存在流域内.研究发现,北江流域的主要氮输入源均与农业活动有关,氮输入源分布的地区差异较大,单位面积接收总氮量主要受经济发达程度的影响.     

云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤氮矿化季节变化

为了揭示哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤有效氮的季节动态特征,我们用封顶埋管法对徐家坝地区典型的中山湿性常绿阔叶林进行了研究。结果表明:1)土壤有效氮含量季节变化为22.96～68.20mgN·kg-1,其中氨态氮的含量(10.89～47.85mgN·kg-1)大于硝态氮含量(1.48～31.74mgN·kg-1),是有效氮的主体;2)一年的净有效氮矿化总量为310.32mgN·kg-1·hm-2(土壤层0～15cm),有效氮总量和NO3N干湿季节变化极显著,NH4N的干湿季节变化不显著,NH4N在湿季末(200409)最高,干季末(200404)最低,NO3N湿季初(200405)最高,湿季末(200310)最低;3)净矿化速率、净氨化速率、净硝化速率的干湿季节变化均不显著,原因在于土壤内部的干湿季节变化平缓,且这种变化滞后于大气的降雨量变化。     

微生物对杜塘水库沉积物氮元素释放的影响

本研究以杜塘水库大坝断面沉积物为对象,通过对上覆水-沉积物界面的好氧／厌氧连续培养模拟试验,比较灭菌与非灭菌条件下,上覆水中氨氮和硝酸盐氮的浓度变化以及沉积物中氨氮和总氮质量分数的变化,并分析培养前后沉积物中与氮循环相关微生物的变化,研究微生物对氮释放的影响．结果表明,灭菌组沉积物氨氮和硝酸盐主要通过上覆水-沉积物浓度梯度作用力进行扩散释放,较快达到平衡;而未灭菌组氨氮和硝酸盐的释放受溶解氧浓度影响,缺氧环境在微生物的作用下会促进反硝化作用以及氨氮的释放,沉积物中含有10^4CFU／g的氨化细菌和反硝化细菌,暗示着沉积物中微生物作用下的氨化作用和反硝化作用较为激烈．     

温度和水分对科尔沁沙质草地土壤氮矿化的影响

土壤氮矿化对陆地生态系统初级生产力起决定性作用,但其影响因素较多,其中温度和水分最为重要。研究沙质草地土壤氮矿化对温度和水分的响应,对预测全球变化对沙质草地生态系统结构和功能的影响具有重要作用。因此,通过开顶式气室(OTC)模拟增温和人工调控田间持水量的方法对科尔沁沙质草地的土壤进行原位培养,分析温度和水分对土壤氮矿化作用的影响。结果表明:无论温度如何变化,科尔沁沙质草地土壤氮净矿化/硝化速率随着田间持水量的增加而明显提高。净硝化速率和净矿化速率在田间持水量为9.5%时最大,田间持水量达到时12.5%明显下降。增温使沙质草地土壤氮矿化显著变化,但增温的效应与田间持水量存在一定的关联。在相对适宜的田间持水量条件下(田间持水量为6.5%~12.5%),OTC增温可以使科尔沁沙质草地的土壤氮矿化/硝化速率显著提高;但是在田间持水量处于相对较低或者过高的状态下,该地区土壤的净氮净矿化/硝化速率对温度增加的响应不明显。     

湿地生态系统氮素输入过程的研究进展

湿地生态系统的氮素输入过程主要包括大气氮沉降、生物固氮、人为氮和径流氮输入等途径,它们通过影响湿地系统自身的营养状况而决定氮素生物地球化学过程的运行。综述国内外湿地氮素各种输入途径的研究进展,分析当前研究中存在的问题,指出淡水沼泽湿地是目前研究的薄弱点。展望湿地氮素输入过程的研究前景,建议积极开展淡水沼泽湿地、湿地系统氮素交换的环境效应1、5N技术与氮素模型的结合以及各氮素输入途径的模型表征研究。     

塔克拉玛干沙漠南缘3种荒漠植物光合特性的比较

在2008年6、7和8月中旬,以塔克拉玛干沙漠南缘固氮植物骆驼刺（Alhagi sparsiftia Shap．）和非固氮植物柽柳（Tamarx ramossimaLedeb．）、花花柴（Karelinia caspica Less．）为研究对象,研究了两种类型植物的净光合速率、光响应、CO：响应模型参数、叶绿素和叶氮...     

环渤海地区农田氮素养分收支空间差异研究(英文)

The Bohai Rim region is one the most important bases for commodity grain pro-duction in China.With the rapid pace of agricultural industrialization,nitrogenous fertilizer has been used at an ever increasing rate,which resulted in the trace of accumulative nitrogen in the soil and caused serious environmental problems.In this study we made use of the farm-land nitrogen balance model to assess the spatial difference of farmland nitrogen nutrient budget in the Bohai Rim region in 2008 with the assistance of GIS.Our results indicated that:1) Farmland in this region has a nitrogen surplus totaling 5.0822 million tons,or an average of 288.54 kg/ha.2) In the Bohai Rim region,farmland nitrogen input and farmland nitrogen budget both show a spatial differentiation.Major grain-producing areas have a higher nitrogen input than that of the grazing-farming areas.The main sources of nitrogen input include chemical fertilizer,organic fertilizer,deposition from atmospheric drying and wetting,and biological fixation,which account for 79.47%,9.53%,4.62%,and 3.58% of the total input,respectively.Therefore,chemical fertilizer is the predominant source of nitrogen input to farmland.3) A total of 3.3398 million tons of nitrogen were output from the farmland via har-vested crops and it accounts for 52.36% of the total nitrogen output from farmland in this region.On average,the amount of nitrogen output from unit farmland is equal to 176.65kg/ha.This study has shed light on farmland nitrogen budget and its spatial variation in the study area,may provide scientific evidences for rationalizing the use of chemical fertilizer and managing agricultural operation on the regional scale and is also valuable for improving the economic and ecological efficiency of fertilizer use at the regional scale.     

耕作方式对西南地区紫色水稻土全氮及碱解氮的影响

以位于西南大学试验农场的紫色土长期免耕试验田为研究对象,探讨了不同耕作方式-冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)对紫色水稻土全氮及碱解氮的影响。结果表明,在0~60 cm的土壤深度内,不同耕作方式下土壤全氮的含量为LM (1.53 g/kg)>DP (1.50 g/kg)>XM (1.32 g/kg)>LF (1.31 g/kg)>SH (1.16 g/kg),碱解氮为DP (111.48 mg/kg)>LM (105.20 mg/kg)>SH (101.97 mg/kg)>LF (97.26 mg/kg)>XM (95.19 mg/kg),长期垄作免耕有利于土壤中全氮的提高。不同耕作处理下土壤C/N在7.96~16.56之间,免耕农作更有利于有机质矿化过程中养分的释放。     

长白山圆池泥炭氮元素分布特征及其影响因素分析

通过对长白山圆池4个泥炭剖面样品的分析,揭示了其氮元素分布规律。在圆池选取4个具有代表性的采样点,利用泥炭采样器采取新鲜泥炭样品。分析结果表明,4个泥炭剖面氮元素含量在0.014%~3.353%之间;剖面间相比较,其中贫营养泥炭整体含氮量较低;4个泥炭剖面的氮元素分布呈现明显规律,受泥炭上层不同植物、泥炭水分和有机质含量等因素的影响,泥炭剖面中氮元素累积峰可能出现在剖面的表层(0~5cm)或中间层(10~20cm);泥炭剖面氮元素与有机质呈极显著的正相关;泥炭剖面C/N比值变化在9.51~66.98之间,部分剖面层位C/N比值异常高,表明该层位碳的累积速度显著高于氮元素。