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。     

稳定氮同位素示踪技术在湿地脱氮研究中的应用进展

稳定同位素示踪技术广泛应用于现代环境科学研究中。其中,15^N作为氮循环过程唯一适用的示踪剂,在有关氮循环引发的环境污染问题的研究中发挥了极其重要的作用。湿地脱氮是湿地水质净化功能的重要体现,此过程有助于有效地减少受纳水体的外源氮负荷。在概述稳定氮同位素示踪原理和湿地脱氮过程的基础上,从湿地脱氮驱动机制、关键限制因素分析、脱氮定量研究3方面阐述15^N示踪技术在湿地脱氮研究中的应用,并展望了该技术在湿地脱氮研究中的应用前景。     

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。     

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.     

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。     

东营港附近排水湿地土壤全氮和微生物量氮的含量和储量

以东营港附近的排水湿地为研究区,于2013年8月8日,自海向陆方向,在裸地、盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼、柽柳(Tamarix chinensis)盐沼和芦苇(Phragmites australis)盐沼中,分别设置了1处采样地,采集0～60 cm深度的土壤样品,测定土壤中全氮和微生物量氮含量,并计算出土壤中的全氮和微生物量氮储量。研究结果表明,裸地、盐地碱蓬盐沼、柽柳盐沼和芦苇盐沼0～60 cm深度土壤全氮质量比分别为0.04～0.23 g/kg、0.17～0.23 g/kg、0.09～0.23 g/kg和0.13～0.27 g/kg,微生物量氮质量比分别为5.20～11.46 mg/kg、4.09～8.95 mg/kg、1.89～5.21 mg/kg和2.59～16.56 mg/kg;4处采样地0～60 cm深度土壤全氮储量分别为55.37～269.58 kg/hm~2、213.71～310.19 kg/hm~2、102.93～277.57 kg/hm~2和165.97～325.00 kg/hm~2,微生物量氮储量分别为7.35～15.51kg/hm~2、5.54～11.85 kg/hm~2、2.28～6.13 kg/hm~2和2.89～19.98 kg/hm~2;在水平方向上,裸地和柽柳盐沼土壤中全氮含量和全氮储量低于盐地碱蓬盐沼和芦苇盐沼;在垂直方向上,裸地和柽柳盐沼土壤中的全氮和微生物量氮主要累积在40～60 cm深度,盐地碱蓬盐沼和芦苇盐沼土壤中的全氮和微生物量氮主要累积在0～30 cm深度。     

陶瓷杯与蒸渗仪测定硝态氮和氨态氮淋溶的比较

土壤硝态氮（NO₃^--N）和氨态氮（NH4+-N）淋溶量测定方法因草本植物和土壤类型不同而异。试验采用陶瓷杯（ceramic suction cups）和蒸渗仪（lysimeters）分别测定草地土壤NO₃^--N和NH4+-N淋溶量。蒸渗仪直径为50 cm和深度为70 cm,土壤类型分别为新西兰Gorge silt loam、Mataura sandy loam和Lismore stony silt loam,重复4次。陶瓷杯水平插入蒸渗仪不锈钢筒,陶瓷杯插孔中心离不锈钢筒底部距离分别为35 cm（上陶瓷杯）和60 cm（下陶瓷杯）。在试验前,喷灌72 h冲洗蒸渗仪土壤溶液,使淋溶液NO₃^--N浓度接近0 mg·L^-1,然后1次性施加250 kg N·hm^-2尿素溶解液,用喷灌系统喷灌蒸渗仪,每周喷灌1次,喷灌系统误差使Gorge、Mataura和Lismore土壤喷灌强度分别为15.0、19.0和18.7 mm·h^-1,1次喷灌持续时间为3 h。在Gorge和Lismore土壤,陶瓷杯和蒸渗仪测定NO₃^--N淋溶量差异显著。在Gorge土壤,上陶瓷杯、下陶瓷杯和蒸渗仪测定NO₃^--N淋溶累计量分别为64、68和54 kg N·hm^-2,测定NH₄⁺-N淋溶累计量分别为0.43、0.49和0.43 kg N·hm^-2;在Mataura土壤,上陶瓷杯、下陶瓷杯和蒸渗仪测定NO₃^--N淋溶累计量分别为57、68和62 kg N·hm^-2,测定NH₄⁺-N淋溶累计量分别为0.51、0.37和0.23 kg N·hm^-2;在Lismore土壤,上陶瓷杯、下陶瓷杯和蒸渗仪测定NO₃^--N淋溶累计量分别为61、103和99 kg N·hm^-2,测定NH₄⁺-N淋溶累计量分别为1.70、2.24和2.04 kg N·hm^-2。在结构发育良好的Gorge和Lismore土壤,陶瓷杯不适合测定NO₃^--N淋溶量,但适合应用于砂土质地和发育不完善Mataura土壤。NH₄⁺-N淋溶累计量占NO₃^--N淋溶累计量的0.37%～2.93%,在测定和计算氮淋溶时,NH₄⁺-N淋溶可以忽略不计。     

三江平原大豆田氮循环模拟研究

三江平原是我国面积最大的湿地分布区,经多年开垦现已发展成为我国重要的商品粮基地,由于开垦后下垫面条件发生了很大变化,加之农业生产活动的影响,使本区土壤氮循环发生了根本性的改变。以三江平原地区典型低湿地大豆田为研究对象,采用美国新罕布什尔大学李长生教授所提出的一种生物地球化学模型ＤＮＤＣ来模拟农田生态系统中土壤－植被－大气之间氮素的循环,以及温室气体Ｎ２Ｏ的排放规律。     

乌梁素海氮污染及其空间分布格局

针对草型富营养化湖泊乌梁素海富营养化日趋严重和湿地面积逐渐萎缩的现实,本文系统地研究了TN、NH4+-N、NO3--N和Org-N在上覆水与沉积物中的分布规律。结果表明,上覆水中TN含量平均为1.78mg/L,且无机氮污染以NH4+-N为主,占无机氮总量的69%以上;表层沉积物中氮素的水平分布格局均体现出西高东低的经向分异特征并主要以Org-N的形式存在;表层沉积物中TN对底栖生物已经具有一定的生态毒性效应并正由最低级向严重级过渡;氮素在乌梁素海沉积剖面上均表现出随深度增加而含量递减的规律,表层0¹0cm的TN平均含量达到1.28g/kg,分别为10²2cm和22⁴0cm的1.6和1.9倍,揭示了乌梁素海富营养化进程加速始于20世纪90年代。     

农田氮流失与农业非点源污染

随着氮肥的过量施用,农田氮流失容易造成农业非点源污染.农业非点源污染是农业环境富营养化的主要原因之一,改变了农业环境的生态结构与功能,造成很大危害.农田氮流失主要通过地表径流、农田排水和淋溶途径进入水体形成农业非点源污染,降雨状况、土壤特性、施肥状况、农业土地利用/土地覆盖和田间管理方式等因素与农田氮流失有密切关系.通过农田管理制度或立法、农田氮流失的源头控制和农田氮流失的扩散途径,可以实现对农业非点源污染的调控,降低施用化肥的环境风险.     

小叶章对氮沉降的生理生态响应

在非淹水(W1)和淹水(W2)条件下,分4个氮处理[分别相当于氮沉降率0 g/(m2·a)、1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)]模拟了氮沉降对三江平原典型湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)生长及其碳、氮代谢等生理生态指标的影响.结果表明,随着氮沉降量的增加,小叶章的叶面积、株高、植株分蘖数、生物量(叶、茎、根)均呈增加趋势.两种水分条件下,氮沉降处理平均小叶章叶绿素、叶片可溶性蛋白和游离氨基酸含量分别较对照处理增长20.37%、10.52%和19.18%,而可溶性糖含量则下降了14.69%.1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)氮沉降处理的净同化率分别为对照处理的1.10倍、2.80倍和3.81倍.与非淹水条件相比,淹水条件下小叶章对氮沉降率的适应能力较强,氮沉降显著促进了小叶章的碳、氮代谢水平.     

湿地系统氮的生物地球化学研究概述

系统地回顾了湿地系统氮的生物地球化学循环的研究进展。在氮的输入与累积方面,概述了湿地的大气干湿沉降、湿地有机氮素的矿化、植物累积与枯落物分解以及氮的湿地迁移转化的过程及影响因素等。分析了湿地氮的硝化、反硝化过程,并对湿地土壤水分、水位、温度、pH、Eh、有机质含量、土壤质地、土壤基质以及植被类型等影响因素进行了深入的分析和讨论。并分析了湿地氮各种存在形态的生态效应,展望和提出了湿地氮生物地球化学研究的方向和重点。     

河滨缓冲带越宽 除氮效果越好

<正>农业面源污染是造成江河湖泊水质恶化的主要原因之一。农业面源污染的化学成分主要是N和P。许多研究认为,河滨缓冲带,即连接河流与湿地的植被区域,可以有效地阻止和减少N化合物进入水体。     

祁连山北坡垂直带土壤碳氮分布特征

对祁连山北坡垂直带山地草原、森林、高山灌丛土壤有机碳和全氮的分布特征进行了研究,结果表明:土壤有机碳和全氮含量山地草原<青海云杉林<高山灌丛,表现为随海拔升高呈现上升趋势,且海拔3 100 m以上土壤碳、氮含量显著高于3 100 m以下土壤碳、氮含量;土壤有机碳和全氮在土壤剖面中的垂直分布大多表现为0~10 cm含量高于10 cm以下各层次的含量。土壤有机碳和全氮含量与土壤水分含量呈显著正相关(r=0.913,0.874,n=117,p=0.001),和年平均气温呈显著负相关(r=-0.883,-0.869,n=10,p=0.001),表明了气候因子对有机碳和全氮在垂直带上的空间分布起决定作用。整个垂直带土壤碳氮比在7.8~24.7间,有利于有机质矿化过程中养分的释放。作为祁连山北坡垂直带乔木林主体部分,青海云杉(Picea crassifolia)林土壤碳密度为18.13kg/m2,与一般常绿针叶林土壤碳密度相当,但远小于针叶林中的云冷杉林土壤碳密度。     

不同年龄杉木人工林土壤无机氮比较研究

在福建南平杉木林中心产区,选取11、21、28、40、88年生杉木人工林以及采伐迹地、杂木林为研究对象,研究不同年龄杉木林土壤无机氮的差异．结果表明：不同年龄杉木林土壤NH4^＋-N含量差异显著,以21年生的杉木人工林最高（11．91±0．43mg·kg^-1）,其他的为88年生的（8．33±0．38mg·kg^-1）〉28年生的（8．19±0．25mg·kg^-1）〉11年生的（5．65±0．17mg·kg^-1）〉40年生的（5．63±0．38mg·kg^-1）;NO3^--N含量较低（3．15～4．11mg·kg^-1）,且没有显著差异,这与杉木林所处的生长阶段、土壤理化性质有关．杉木林取代杂木林后,NH4^＋-N和NO3^--N含量都有所下降;采伐迹地土壤NH4^＋-N（19．74±1．44mg·kg^-1）和NO3^--N（18．05±0．72mg·kg^-1）含量远高于88年生的杉木林,分别是88年生的2．37和4．60倍．本地区无机氮含量较低,NH4^＋-N占无机氮的比例为60．0％～74．3％,NH4^＋-N为无机氮的主要形态．     

曝气对人工湿地氮去除效果的影响

选择不同的植物组合,分别在6组复合垂直流人工湿地的下行池、上行池种植金边石菖蒲(Acorus gramineus)、宽叶泽苔(Caldesia renif ormis);慈姑(Sagittaria sagittif olia)、水葱(Scirpus validus);灯芯草(Juncus effuses)、梭鱼草(Po...     

利用河岸缓冲带去除径流水中氮的研究

2015年5月7日、7月13日和9月10日,以太湖流域构建的平缓坡度人工林河岸缓冲带为研究对象,比较了不同宽度(5 m、15 m、30 m和40 m)、不同植物类型(杨树林、中山杉林和杨树中山杉混交林)、不同植物密度(400株/hm2、1 000株/hm2和1 600株/hm2)的河岸缓冲带对不同深度径流水中总氮(TN)、铵态氮(NH4+—N)和硝态氮(NO3-—N)的去除率。研究结果表明,随着缓冲带宽度的增加,对径流水中各形态氮的去除率增大。15 m宽的河岸缓冲带已经能很好地去除各种形态的氮。在同一宽度和植物类型条件下,缓冲带对40 cm深度的径流水中的铵态氮和硝态氮的去除率较大,对20 cm深度的径流水中的总氮的去除率较大。种植混交林的缓冲带对总氮的去除率较高,种植杨树林的缓冲带对铵态氮的去除率较高。不同植物密度的缓冲带对各形态氮的去除率差异不显著。     

山仔水库表层沉积物氮负荷与释放研究

研究了山仔水库夏、冬季表层沉积物内源氮负荷,并应用柱状样模拟法对氮释放速率进行了探究。结果显示,该水库表层沉积物总氮含量范围840.00~3 108.71μg·g-1,其中氨氮占总氮含量7.267%~11.21%。同一季节,总氮含量空间分布规律是随进口、库心、大坝逐渐增加.柱状样模拟实验得到夏、冬季氮释放速率分别为90.31~128.37 mg·(m2·d)-1和72.52~93.79 mg·(m2·d)-1,释放速率与总氮含量分布具有一致性。山仔水库表层沉积物存在较大的内源氮释放能力且在夏季内源氮更易释放,为水体提供充足的营养物质,可能引起并促进水华的持续。因此,采取措施适宜方法控制内源氮释放非常重要。     

中国表层土壤全氮的空间模拟分析

基于第二次全国土壤普查5336个典型土壤剖面数据,分析表土全氮(A层)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤全氮的空间分布格局。结果表明:对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为0.67g·kg^-1和61.06%,与普通克里格法相比分别降低了0.05g·kg^-1和17.53%;对样点分布较少的西北地区的模拟结果也更符合实际情况。多元回归模型和HASM模型结合的方法考虑了环境因素的影响,可作为目前模拟大尺度土壤性质空间分布相对有效的方法。     

树轮稳定氮同位素记录的进展与展望

树轮稳定同位素比率是研究气候变化与环境演变的有效代用资料,耦合分析树轮稳定同位素记录的信息可揭示森林生态系统碳—水—氮时空变化特征及相互作用,反映环境变化对植物特定化合物的生理影响。树轮稳定氮同位素比率（δ¹⁵N）与树木生长的环境条件密切相关,其变化可以反映长时间尺度森林生态系统氮循环的动态特征,弥补监测资料的不足。本文综述了树轮稳定氮同位素的分馏机理与测定方法,解析了树轮δ¹⁵N在样品预处理和测试中需要关注的问题,系统梳理与归纳了基于树轮δ¹⁵N进行气候变化、环境演变和人类活动氮排放研究的进展。指明中国树轮稳定氮同位素研究潜力及其在未来亟需着重发展的方向,旨在推动森林生态系统氮循环时空特征深入研究。