漓江流域岩溶与非岩溶农业小流域水体硝酸盐源解析

作     者：吴志强 潘林艳 代俊峰 黄亮亮 万祖鹏 Wu Zhiqiang;Pan Linyan;Dai Junfeng;Huang Liangliang;Wan Zupeng

作者机构：桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541004 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2022年第38卷第6期

页      面：61-71页

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 0815[工学-水利工程] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51979046) 国家重点研发计划项目(2019YFC0507500) 广西科技重大专项(AA20161004) 广西自然科学基金(2018GXNSFAA050022) 

主　　题：氮 同位素 硝酸盐 岩溶 SIAR模型 

摘      要：为研究岩溶与非岩溶小流域水循环和氮循环的差异,该研究选取漓江流域青狮潭水库灌区内以农业为主的睦洞岩溶小流域和金龟非岩溶小流域为研究对象,利用水的氢氧同位素和硝酸盐的氮氧同位素结合贝叶斯同位素混合模型(Bayesian Model Stable Isotope Analysis in R,SIAR),对比两个小流域水体硝酸盐的污染源以及迁移过程。结果表明:水体硝酸盐污染的时空分布受流域水文地质及其伴生的地形地貌、土壤特性和土地利用类型的影响,以耕地为主且土壤层分布不连续的睦洞小流域水体硝酸盐的浓度均值(0.19~15.84 mg/L)、水的氢氧同位素(分别为-44.08‰~-19.63‰和-7.24‰~-1.55‰)以及硝酸盐的氮氧同位素(-1.65‰~53.98‰和0.04‰~13.74‰)值域都宽于以林地为主且土壤层相对较深厚的金龟非岩溶小流域;空间分布上,睦洞小流域北部补给区裸露岩溶石山果园下渗的氮肥和中部密集村庄下渗的动物粪便/生活污水在中部构造盆地区分散排泄不畅,造成G4~G7采样点井水的NO_(3)^(¯)浓度均值(11.96~15.84 mg/L)以及氮氧同位素丰度值(分别为0.65‰~28.23‰和2.46‰~14.43‰)偏高;时间尺度上,睦洞小流域碳酸盐岩风化形成的浅薄土壤层持水能力差且渗透性强,导致旱季土壤N和雨季动物粪便/生活污水对水体NO_(3)^(¯)的贡献率小于同季节的金龟小流域。研究结果可为岩溶与非岩溶区水环境治理提供科学依据。