【摘要】：本研究以國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目 亞熱帶丘陵區(qū)典型農(nóng)業(yè)小流域水系溫室氣體產(chǎn)生、擴(kuò)散與排放機(jī)理研究‖(41475129)和 基于多同位素和BSIMM解析典型農(nóng)業(yè)流域水系CH_4和N_2O關(guān)鍵產(chǎn)生途徑及碳氮來源‖(41775157)為支撐,選取亞熱帶典型農(nóng)業(yè)小流域脫甲河為研究對(duì)象,利用雙層擴(kuò)散模型法對(duì)4級(jí)河段(S1、S2、S3和S4)表層水體水-氣界面CH_4和N_2O溶存濃度和擴(kuò)散通量的時(shí)空特征進(jìn)行了研究。此外,借助穩(wěn)定性同位素方法和水體理化參數(shù)探討了4級(jí)河段水體溶存CH_4和N_2O的關(guān)鍵產(chǎn)生途徑及碳氮元素的主要來源。本研究主要結(jié)論如下:(1)脫甲河水體氮素具有顯著時(shí)空分布特征,以城鎮(zhèn)區(qū)、農(nóng)田區(qū)水體污染較為顯著,支流污染較為嚴(yán)重,源頭水質(zhì)較好。流域水環(huán)境受居民生產(chǎn)和生活影響較為顯著,水體氮素以外源輸入為主,生產(chǎn)生活污水、農(nóng)業(yè)面源污染以及家禽和養(yǎng)殖廢棄物可能是水體氮素污染的主要來源。(2)水體CH_4、N_2O濃度和通量均具有顯著時(shí)空變異,CH_4通量呈現(xiàn)春季冬季夏季秋季,S2S3S4S1河段,均值為53.88μgC?m~(-2)?h~(-1);N_2O通量表現(xiàn)為夏季春季秋季冬季,S2S4S3S1,均值是15.29μgN?m~(-2)?h~(-1)。脫甲河水系為大氣CH_4、N_2O的排放源。CH_4通量與水體NH_4~+-N和DOC濃度呈顯著正相關(guān)(P0.01);N_2O通量與水體溫度、EC、NH_4~+-N和DOC呈顯著正相關(guān)(P0.01),與水體pH呈顯著負(fù)相關(guān)(P0.01)。(3)脫甲河S1~S4河段乙酸發(fā)酵途徑對(duì)甲烷的貢獻(xiàn)分別為87%、78%、76%、81%,各河段雖存在一定差異,但均以乙酸發(fā)酵產(chǎn)CH_4過程為主導(dǎo)。硝化過程中δ~(18)O-NO_3~-在S1~S4河段分別是-7.01‰、-0.17‰、-0.28‰和-0.60‰;水體硝態(tài)氮濃度與其δ~(15)N-NO_3~-呈較弱正相關(guān),其δ~(15)N-NO_3~-與δ~(18)O-NO_3~-的比值在S1~S4河段分別為0.66、-41.01、-30.23和9.39。根據(jù)硝化反硝化過程判別依據(jù),硝化過程對(duì)脫甲河水系N_2O的產(chǎn)生貢獻(xiàn)較大(4)脫甲河不同河段NO_3~--N來源存在顯著差異,S1河段主要來源于土壤原生氮,S2~S4主要來源為土壤流失氮、銨態(tài)氮肥和糞肥。河流沉積物有機(jī)質(zhì)氮素來源與S1~S4河段土地利用類型相關(guān),靠近源頭區(qū)的S1主要來源是土壤有機(jī)質(zhì),而S2~S4受農(nóng)業(yè)面源排放及生活排污影響,污水可能是主要氮素來源。初步判定脫甲河底泥沉積物碳素來源可能為C3植物、C4植物及陸源和水生混合有機(jī)質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：安徽師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X52
【圖文】：

技術(shù)路線圖

脫甲河流域位置

圖 3 采樣點(diǎn)及河段分級(jí). 3 Distribution of sampling sites and reaches in the Tuojia R法提取溶存 CH4、N2O 濃度

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2753161