亞熱帶農業小流域水系N2O擴散通量及其影響因素

【資料簡介】

為研究亞熱帶丘陵地區農業小流域水系溶存N2O的擴散傳輸特性，利用雙層擴散模型法，研究了一年周期內（2014年4月－2015年4月）脫甲河小流域4級河段N2O濃度和擴散通量的時空變化規律及其與環境變量的相關關系。結果顯示：1）脫甲河水體氨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）、溶解性有機碳（dissolved organic carbon，DOC）和電導率（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，相應的河流N2O濃度和擴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域觀測到個別的負通量外，N2O擴散通量在一年時間內幾乎持續處于正值，呈現明顯的季節變化特征。其季節變化規律為：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，與水體溫度T（r=-0.24，P<0.05）呈顯著負相關。研究表明，脫甲小流域內，農業面源污染、畜禽養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荷增大是導致脫甲河水體溶存N2O擴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水系或類似河流N2O擴散特征及影響因素響應機制提供參考。