【摘要】：物質(zhì)循環(huán)是維持和促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)運行發(fā)展的最主要過程,大氣的干、濕沉降是其重要的一環(huán)。干濕沉降一方面加速了地表物質(zhì)的流失,另一方面又給地表生態(tài)系統(tǒng)帶來了大氣中的物質(zhì)。因此干濕沉降過程對于地表各圈層界面物質(zhì)交換,意義重大,既改變著系統(tǒng)功能,又不斷沖擊著水、土、氣環(huán)境。本文選取中國西南貴州省普定縣后寨河喀斯特農(nóng)業(yè)小流域為研究對象。采集流域內(nèi)的干濕沉降樣品,進(jìn)行降水化學(xué)特征及氮沉降時空差異的研究,結(jié)合同位素技術(shù)和模型手段,判別了降水中的主要物質(zhì)來源及其貢獻(xiàn),分析了氮濕沉降的時空差異,估算了濕沉降硝酸鹽的來源貢獻(xiàn)率及氮沉降量,為喀斯特地區(qū)酸雨污染、氮素面源污染及環(huán)境管理的深入研究提供科學(xué)依據(jù),同時為喀斯特地區(qū)的干濕沉降生物地球化學(xué)循環(huán)提供理論支撐。主要獲得了以下幾點認(rèn)識:(1)本研究中降水的pH值介于4.3~6.8之間,七成以上的降水為非酸性降水。采樣期內(nèi)降水98.5%的酸度被堿性物質(zhì)中和,NH_4~+和Ca~(2+)分別是首要和次要中和離子。陰離子加權(quán)平均當(dāng)量濃度順序依次為:SO_4~(2-)NO_3~-Cl~-F~-,陽離子當(dāng)量濃度VWM(加權(quán)平均)值順序為:Ca~(2+)NH_4~+Na~+Mg~(2+)K~+。降水中無機離子總濃度的變化趨勢是冬季高夏季低,各陰陽離子濃度峰值均出現(xiàn)在冬季。(2)本研究降水中可能主要存在著(NH_4)_2SO_4、CaSO_4、NH_4 NO_3、Ca(NO_3)_2、NaCl等物質(zhì)。陰離子主要來源于人為活動排放,貢獻(xiàn)了99.41%的SO_4~(2-)和96.14%的NO_3~-,主要陽離子Ca~(2+)和Mg~(2+)的巖石/土壤風(fēng)化來源占到了98.92%和64.25%,K~+的海源貢獻(xiàn)量為8.49%,陸源貢獻(xiàn)量為91.51%。(3)本研究中濕沉降樣品的氮形態(tài)均以NH_4~+-N為主,平均占比為57.4%~64.4%。主要形態(tài)氮(NH_4~+-N和NO_3~--N)濃度均呈現(xiàn)出冬春季高而夏秋季低的變化趨勢,而空間差異則受樣點周邊環(huán)境的影響表現(xiàn)為HZR(后寨雨水)MZR(母豬雨水)CQR(陳旗雨水)。主要形態(tài)氮濃度與降雨量存在負(fù)的自然對數(shù)關(guān)系。(4)本研究濕沉降的δ~(15)N-NO_3~-值范圍為-6‰~-1.4‰,δ~(18)O-NO_3~-值范圍為+55‰~+68‰。時間尺度上,三個采樣點的δ~(15)N-NO_3~-值和δ~(18)O-NO_3~-值呈現(xiàn)出明顯的秋冬季偏正,而春夏季偏負(fù)的季節(jié)性差異�？臻g尺度上,濕沉降硝酸鹽的同位素組成并未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律。SIAR(穩(wěn)定同位素分析)模型源解析表明,雨水硝酸鹽的主要來源貢獻(xiàn)率為:微生物氮循環(huán)(31.8%)機動車尾氣(26.9%)生物質(zhì)燃燒(22.5%)燃煤(18.8%)。且4種來源的貢獻(xiàn)率表現(xiàn)出較大的月際差異。(5)洼地濕沉降的研究顯示,局部氣流運動和植物生長釋放有機物等會使得氮濕沉降濃度呈現(xiàn)出明顯的垂向差異,這樣的垂向差異對氮沉降量的估算有一定影響。流域內(nèi)氮沉降總量(濕沉降量+干沉降量)為22.3 kg·hm~(-2)·a~(-1),氮素沉降量處于相對較低的水平。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X51
【圖文】：

2.1 研究區(qū)概況中國西南喀斯特地區(qū)面積約 50 萬 km2，氣候類型屬于北亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，降水比較充沛，但在時間上分布不均。同時，由于西南喀斯特地區(qū)特殊的地質(zhì)背景，巖體裂隙、落水洞等的發(fā)育，造成了強烈的巖溶作用，使得地表物質(zhì)在降雨的驅(qū)動下隨地表徑流迅速流失，水資源利用困難，加上碳酸鹽巖成土速率極低，整個西南喀斯特地區(qū)土地大部分為土層薄，地面土石相間的石質(zhì)和土石質(zhì)坡地，土壤異質(zhì)性強，分布不均一，生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱，一旦破壞，恢復(fù)起來困難極大(張信寶等, 2010; 凡非得等, 2011; 宋同清等, 2014; 熊康寧等, 2015)。但西南喀斯特地區(qū)人口眾多，人類對土地的需求與自然環(huán)境的矛盾導(dǎo)致生態(tài)破壞和水土流失不斷加重，石漠化現(xiàn)象不斷擴張，嚴(yán)重限制了區(qū)域的發(fā)展。本研究所選取的后寨河喀斯特小流域位于貴州省中部偏西的普定縣南部的城關(guān)鎮(zhèn)，行政區(qū)劃屬于安順市（圖 2-1）。

圖 2-2 后寨河流域土地利用及降水采樣點（HZR、MZR、CQR、WR=TR+XR）Fig.2-2 Land use map of HouZhai river basin with sampling sites (HZR, MZR, CQR,WR=TR+XR) of precipitation

2-2 后寨河流域土地利用及降水采樣點（HZR、MZR、CQR、WR=TR+XRig.2-2 Land use map of HouZhai river basin with sampling sites (HZR, MZR, CQWR=TR+XR) of precipitationMZR

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖致美;李鵬;陳魁;孫韌;馮銀廠;劉寶順;喬春明;;天津市大氣降水化學(xué)組成特征及來源分析[J];環(huán)境科學(xué)研究;2015年07期

2 郝卓;高揚;張進(jìn)忠;徐亞娟;于貴瑞;;南方紅壤區(qū)氮濕沉降特征及其對流域氮輸出的影響[J];環(huán)境科學(xué);2015年05期

3 熊康寧;池永寬;;中國南方喀斯特生態(tài)系統(tǒng)面臨的問題及對策[J];生態(tài)經(jīng)濟;2015年01期

4 張東海;白慧;周文鈺;龍俐;;氣候季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)在貴州地區(qū)的適用性分析[J];高原山地氣象研究;2014年04期

5 姚孟偉;郭曉方;閆雨龍;張嘯;何秋生;王新明;;太原市降水化學(xué)特征及來源分析[J];環(huán)境工程學(xué)報;2014年11期

6 劉若萱;賀紀(jì)正;張麗梅;;稻田土壤不同水分條件下硝化/反硝化作用及其功能微生物的變化特征[J];環(huán)境科學(xué);2014年11期

7 宋同清;彭晚霞;杜虎;王克林;曾馥平;;中國西南喀斯特石漠化時空演變特征、發(fā)生機制與調(diào)控對策[J];生態(tài)學(xué)報;2014年18期

8 盧麗;李文莉;裴建國;王U

本文編號：2765609