科研产出
高原湖泊周边浅层地下水:溶解性碳时空分布及驱动因素
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：地下水中溶解性碳在碳循环和生态功能维持中发挥着重要作用,其浓度水平影响着地下水中污染物的迁移转化.为了解高原湖泊周边浅层地下水中溶解性碳的时空变化特征,分析了云南8个高原湖泊周边浅层地下水（n=404）中溶解性有机碳（DOC）、溶解性无机碳（DIC）和溶解性总碳（DTC）浓度的时空分布及驱动因素.结果表明,高原湖泊周边浅层地下水中ρ（DOC）、ρ（DIC）和ρ（DTC）的均值分别为8.23、49.01和57.84 mg·L-1,近79.0%的浅层地下水中ρ（DOC）超过5 mg·L-1.季节变化对DOC、DIC和DTC浓度无显著影响,而农业集约化强度和地下水位深度显著影响浅层地下水中溶解性碳浓度变化,表现为设施农业区（SFAR）、农田休耕区（CFAR）和较深地下水位集约化农业区（DIAR）的地下水中DOC、DIC和DTC浓度相比于较浅地下水位集约化农业区（SIAR）分别显著降低了25.8%～56.6%、14.0%～32.9%、16.6%～36.7%,且DIAR地下水中溶解性碳浓度均显著低于SFAR和CFAR.冗余分析（RDA）表明水和土壤中理化因子显著解释了溶解性碳的变化.此外,异龙湖周边浅层地下水中溶解性碳浓度显著高于其它湖泊,程海却显著低于其它湖泊.可见,农业集约化强度和地下水位共同驱动了高原湖泊周边浅层地下水中溶解性碳浓度变化.研究结果以期为了解高原湖区碳随地下径流入湖等区域碳循环及评估浅层地下水中溶解性碳对污染物的衰减提供科学依据.
关键词： 溶解性有机碳(DOC) 溶解性无机碳(DIC) 浅层地下水 高原湖泊 农业集约化强度
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休耕对抚仙湖周边农田土壤剖面和浅层地下水中氮累积的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：减少外源氮投入能有效降低农田土壤氮累积和地下水氮污染，休耕是减少外源氮投入的重要措施之一.为探讨农田休耕对土壤剖面和浅层地下水中氮累积的影响，以抚仙湖周边农田土壤剖面和浅层地下水为研究对象，分析了休耕前（2017年12月）和休耕后（2020年8月和2021年4月）农田0～100 cm土壤剖面氮累积和浅层地下水中氮浓度的变化及其两者的关系.结果表明：休耕显著降低了土壤剖面氮含量和储量，休耕后0～30、30～60和60～100 cm土壤剖面TN、ON、DTN、NO3--N和NH4+-N含量分别降低18.4%～36.5%、16.1%～26.8%、54.0%～130.2%、59.5%～90.8%和60.1%～110.6%.休耕前0～100 cm土壤TN、ON、DTN、NO3--N和NH4+-N储量分别为（17.20±0.97）t·hm-2、（15.50±1.23）t·hm-2、（0.68±0.06）t·hm-2、（266.8±31.17）kg·hm-2和（18.7±3.04）kg·hm-2，休耕后各形态氮储量分别下降了25.5%、23.3%、44.7%、80.1%和59.9%.休耕也改变了浅层地下水中氮浓度和形态构成，休耕后地下水中TN、ON、NO3--N和NH4+-N浓度分别下降了88.4%、82.7%、92.1%、65.8%,ON/TN和NH4+-N/TN从休耕前的26%和6%升高至休耕后的39%和17%，而NO3--N/TN从休耕前的61%降至休耕后的41%.地下水氮浓度和形态变化与休耕前后土壤中DTN、NH4+-N、NO3--N和地下水中p H、ORP、DO等因素密切相关.可见，休耕有效降低了农田土壤剖面氮累积，缓解了浅层地下水氮污染，有利于防止高原湖泊的水质恶化.
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滇池周边浅层地下水硝酸盐来源及转化过程识别
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：明确硝酸盐的主要来源及转化过程对地下水氮污染防治和水资源开发利用具有重要意义.为了探明滇池周边浅层地下水中硝酸盐污染现状及来源,于2020年雨季(10月)和2021年旱季(4月)在滇池周边共采集73个浅层地下水样,运用水化学和氮氧同位素(δ15N-NO3-、δ18O-NO3-)识别浅层地下水中硝酸盐的空间分布、来源及转化过程,并结合同位素混合模型(SIAR)定量评价不同来源氮对浅层地下水硝酸盐的贡献.结果表明,旱季浅层地下水中有40.5%的采样点ρ(NO3--N)超过地下水质量标准(GB/T 14848)Ⅲ类水质规定的20 mg·L-1,雨季超过47.2%的采样点ρ(NO3--N)超过20 mg·L-1.氮氧同位素和SIAR模型分析结果证明了土壤有机氮、化肥氮、粪肥和污水氮是浅层地下水硝酸盐的主要来源,以上氮源对旱季浅层地下水中硝酸盐的贡献率分别为13.9%、11.8%和66.5%,对雨季的贡献率分别为33.7%、31.1%和25.9%,而大气氮沉降贡献率仅为8.5%,对该区浅层地下水中硝酸盐来源贡献较小.硝化作用是旱季浅层地下水中硝态氮转化的主导过程,雨季以反硝化作用为主,且反硝化作用雨季比旱季明显.
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高原湖泊周边浅层地下水:氮素时空分布及驱动因素
《环境科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：高原湖泊周边浅层地下水作为当地重要的生产和生活水源之一，由于受到地表氮素投入负荷、降雨和灌溉等因素驱动下，浅层地下水NO-3-N污染较为严重，威胁着高原湖泊水质安全.2020～2021年雨季和旱季从云南8个高原湖泊周边农田和居民区的水井中采集了463个浅层地下水样，分析了地下水中氮的污染特征及驱动因素.结果表明，浅层地下水中ρ（TN）、ρ（NO-3-N）、ρ（ON）和ρ（NH+4-N）平均值分别为24.35、 15.15、 8.41和0.79 mg·L-1, 8个湖泊周边近32%的浅层地下水样NO-3-N浓度超过地下水Ⅲ类水质要求（GB/T 14848）,其中，洱海、杞麓湖和滇池湖泊周边地下水NO-3-N浓度超标率最高，其次是星云湖、阳宗海和异龙湖，最小为抚仙湖和程海.土地利用和季节变化影响着浅层地下水中各形态N浓度及其组成，农田区浅层地下水中各形态N浓度高于居民区，除NH+4-N外，雨季浅层地下水中各形态N浓度高于旱季.NO-3-N是TN的主要形态，占TN的质量分数为57%～68%,ON占TN的质量分数为27%～38%.浅层地下水中EC、 DO、 ORP和T是反映或影响浅层地下水中各形态N浓度的关键因子，而土壤因子对浅层地下水中各形态N浓度影响较弱.
关键词： 浅层地下水 氮（N） 时空分布 驱动因素 高原湖泊
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高原湖泊周边浅层地下水:磷素时空分布及驱动因素
《环境科学 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：高原湖泊周边农田磷肥的大量施用和城镇村落的聚集造成了土壤剖面磷素不断累积和含磷污染物的大量排放,加剧了湖泊周边浅层地下水的磷污染,磷随湖泊周边区域浅层地下径流入湖也影响着高原湖泊的水质安全.2019~2021年雨季和旱季,通过对云南8个湖泊周边农田和居民区水井进行监测,分析了 452个浅层地下水样中磷浓度的时空差异及驱动因素.结果表明,季节变化和土地利用影响了浅层地下水中磷浓度及其组成,表现为雨季浅层地下水中磷浓度大于旱季,农田大于居民区;溶解性总磷(DTP)是总磷(TP)的主要形态,占75%~81%,溶解性无机磷(DIP)是DTP的主要形态,占74%~80%.8个湖泊周边近30%的样本TP浓度已超过地表水Ⅲ水标准(GB 3838),其中,洱海(52%)、杞麓湖(45%)、星云湖(42%)和滇池(29%)湖泊周边地下水磷的超标率远高于阳宗海(16%)、抚仙湖(13%)、程海(6%)和异龙湖(5%).影响浅层地下水磷浓度的关键因子是土壤剖面中水溶性磷(WEP)、含水率(MWC)、土壤有机质(SOM)、总氮(TN)、pH和浅层地下水中pH、水位(P<0.05).土壤WEP、SOM、TN、MWC和地下水中pH的增加显著增加了浅层地下水中DIP和DTP浓度,而地下水位的降低显著减少了地下水中DTP和DIP的浓度.
关键词： 浅层地下水 磷(P) 时空分布 高原湖泊 驱动因素
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