长江上游典型农业源溪流溶存氧化亚氮(N₂O)浓度特征及影响因素

来源：环境科学杂志2019年第1期北京时间：

作者：田琳琳,王正,胡磊,任光前,朱波

单位：中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所, 成都 610041,中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室, 成都 610041,浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室, 杭州 311300,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所, 成都 610041,中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室, 成都 610041,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所, 成都 610041,中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室, 成都 610041,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室, 成都 610041,江苏大学环境与安全工程学院, 镇江 212013,中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所, 成都 610041,中国科学院山地表生过程与生态调控重点实验室, 成都 610041

摘要：随着农业非点源氮（N）污染的加剧，农田周边溪流成为重要的活性N汇和潜在的氧化亚氮（N₂O）排放源.为查明长江上游农业源溪流中溶存N₂O浓度的全年动态变化特征，于2014年12月~2015年10月开展紫色土丘陵区典型农田源头溪流N₂O浓度的连续采样观测，采用水-气顶空平衡-气相色谱法测定顶空气体中N₂O浓度，根据相关参数计算出本研究水体中的溶存N₂O浓度，并同步测定溪流水体物理化学指标，分析水中溶存N₂O浓度的主要影响因素.结果表明，长江上游紫色土丘陵区的典型农业源溪流的硝态氮（NO₃--N）是最主要的活性N赋存形态（年均1.45 mg·L-1），溪流水体溶存N₂O质量浓度（以N计）全年平均为0.57 μg·L-1（范围0.26~1.28 μg·L-1），冬、春、夏和秋季的均值分别为0.63、0.45、0.53和0.64 μg·L-1，但季节间无显著差异.溪流水体溶存N₂O浓度全年都处于过度饱和状态（饱和度年平均为203.9%，范围109.7%~546.5%），可见，农业源溪流全年均为潜在的N₂O释放源.溪流溶存N₂O浓度的变化主要由水体NO₃--N浓度决定，N₂O的主要产生机制为反硝化作用；溪流季节平均N₂O饱和度在夏、秋季显著高于冬、春季，水中溶存N₂O饱和度的变化主要受水温和NO₃--N浓度的共同影响.研究还发现农业源溪流中溶存N₂O浓度在4~10月（湿润季节）间波动明显，较强降雨可促使其水中NO₃--N浓度在雨后短期内升高，进而促进水体反硝化作用，导致雨后溪流中溶存N₂O浓度的增加.

关键词：农业源溪流,溶存氧化亚氮,饱和度,硝态氮(NO3--N),反硝化,温度,