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地球环境所揭示治沟造地流域地表水和地下水硝
浏览: 发布日期:2020-11-19

治沟造地是黄土高原淤地坝工程建造之后一种新的沟道管理方法,是淤地坝建造的承继和开展。治沟造地以小流域为单元,经过人工削斩山脚边坡,取土填沟、筑坝,辅以水库、排洪渠和边坡护理等,将沟谷中低产涣散的犁地扩增为大面积的、可机耕的高产农田。前期研讨标明,治沟造地对流域内地下水抬升和土壤盐碱化具有显着影响,并提出了防控办法和管理主张,以确保新造犁地的可继续使用。

氮素作为农业流域首要的面源污染之一,遭到广泛的重视。在治沟造地流域,跟着人为施用氮肥和有机肥的大幅添加,流域内地表水和地下水的硝态氮浓度或许会快速升高,然后对地表水和地下水发生硝酸盐污染。当时,流域土地整治工程在全球范围内广泛开展。这些流域通常是邻近村庄和小城镇的饮用水源,地表水和地下水的硝酸盐污染将对流域周围的饮用水安全发生影响。但是,治沟造地流域地表水和地下水的硝态氮浓度究竟怎么,首要有什么来历,治沟造地流域是否具有自净功用,搬迁转化机制是什么,现在缺少体系的科学认识和数据支撑。

基于此,中国科学院地球环境研讨所研讨员金钊课题组博士余云龙,经过体系研讨管理与未管理流域地表水与地下水的水化学特征、硝态氮水平、来历及其生物地球化学进程,提醒了管理与未管理流域水体氮素的差异及搬迁转化机制,发现:1)管理与未管理流域硝态氮浓度均较低,低于美国环保署设定的硝酸盐污染规范10 mg·L-1,其间管理流域地表水和地下水硝态氮浓度分别为0.42–0.52和1.86–3.65 mg·L-1,未管理流域地表水和地下水硝态氮浓度为0.92–2.07和2.73–8.21 mg·L-1;2)治沟造地对流域地表水水质和水循环进程发生了影响,但对地下水水质的影响较小;除融雪季地下水外,管理流域地表水和地下水硝态氮浓度显着低于未管理流域,表明治沟造地流域具有显着的自净功用;3)治沟造地对流域地表水氮素来历的影响较大,但对地下水氮素来历的影响较小;比较未管理流神马午夜电影域,管理流域地表水有更多的农业输入源,地下水氮来历无差异;在旱季,地下水存在异化复原和反硝化效果,干季和融雪季存在硝化效果;4)整体而言,治沟造地对地表水水质和氮来历具有必定影响,但对地下水影响较小;治沟造地流域中建筑的水库对硝态氮具有十分强的调控、稀释和净化效果,因此在全球小流域管理和土地整治工程中,小型水库的建筑至关重要。因为治沟造地工程对地下水的影响或许存在滞后效应,后期应继续重视地下水水质的改变。

该研讨最近宣布在世界水文学期刊Journal of Hydrology。该效果由中科院地球环境所主导,西安地球环境立异研讨院参加共同完成,研讨得到国家重点研制项目、国家自然科学基金以及中科院战略性先导科技专项的联合赞助。


图1治沟造地前、后沟道土地使用/覆被的改变


图2管理与未管理流域地表水和地下水的水化学层次聚类分析。结果标明,管理流域地表径流与水库具有亲近的相互关系,而未管理流域地表径流与地下水亲近相关。管理流域:Re1-Re5,R1-R5,W1-W8,S1-S3。未管理流域:R6-R11,W9-W10,S4-S7


图3管理与未管理流域地表水、地下水硝态氮和铵态氮浓度


图4管理与未管理流域地表水和地下水硝态氮来历及其生物地球化学进程


原标题:地球环境所提醒治沟造地流域地表水和地下水硝态氮来历和搬迁转化机制

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