中国生态系统研究网络论文：千烟洲松塘小流域北京城市生态系统地表水地下水硝态氮水化学.doc

1、.中国生态系统研究网络论文：千烟洲松塘小流域北京城市生态系统地表水地下水硝态氮水化学氮同位素氧同位素【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】氮是生物体必需的元素，同时也是引起水体富营养化的主要元素。但是，随着农业活动及人口的不断增加水体NO3-N污染现象是现今世界面临的一个重大环境问题。化肥、有机肥、生活污水、土壤有机质、大气氮沉降等均是水体NO3-N污染的重要来源。因此，对水体NO3-N污染来源的溯源研究对水环境质量管理及生态系统可持续发展具有重要意义。应用氮氧双稳定同位素示踪技术可以进行水体NO3

2、-N溯源研究及不同NO3-N污染来源贡献率的定量研究。本研究依托中国生态系统研究网络（CERN）千烟洲红壤丘陵农业综合开发试验站和北京城市生态站20042009年监测数据，结合化学分析和氮氧双同位素示踪技术，研究两种生态系统NO3-N污染状况、季节动态及污染来源。研究能够为城市景观建设及农业小流域水环境NO3-N污染管理提供科学数据和依据。研究结果如下：（1）北京城市生态系统地表水NO3-N质量浓度为0.747.58mg·L-1，地表水NO3-N质量浓度发生在下游东便门及通惠河监测点。东便门和通惠河地表水NO3-N质量浓度显著高于上游8个监测点，判定在这两个监测点附近可能存在污染源。

3、地表水NO3-N质量浓度有明显的季节变化，一般夏季和冬季北京市地表水NO3-N质量浓度较高。（2）北京城市生态系统地表水15N、18变化范围为-1.328.9，-0.09314.898平均值分别为11.5（n=54）、7.531（n=22）。通过化学分析方法NO3-N质量浓度及15Nnitrate分析结果表明，北京市地表水NO3-N来源主要是城市生活污水，以下游的东便门、通惠河污染最为严重。此外，大气降水及土壤有机质也有一定影响。（3）千烟洲松塘小流域水体NO3-N质量浓度平均0.3mg·L-1，NH4+-N质量浓度平均为0.1mg·L-1，TN质量浓度均1mg·

4、L-1，其中地下水NO3-N质量浓度显著高于其他三类水体（P0.05）。水体各形态氮季节变化研究表明，千烟洲松塘小流域水体NH4+-N,TN冬、夏差异不大，而水体NO3-N在夏季较高，春季和冬季较低。（4）千烟洲松塘小流域自然池塘和架竹河地表水15N、18O值分别在5.610.7，1.2079.083之间，鱼塘和地下水15N、18O值分别在11.729.4、0.03314.898之间。结果表明千烟洲松塘小流域水体NO3-N主要受有机污染源（动物粪便、生活污水、化粪池）的影响，并可能还会受到土壤有机质的影响。（5）通过对两种生态系统的比较发现，受生活污水影响较为明显的城市生态系统地表水NO3-N

5、污染较为严重，其质量浓度为千烟洲松塘小流域水体的数十倍。两种生态系统水体NO3-N质量浓度季节变化也存在较大差异，这与水体NO3-N污染来源及雨水的季节分配有关。因土地利用方式的不同，NO3-N污染来源也随之变化，城市生态系统地表水NO3-N污染主要为点源污染，主要来自城市生活污水及地表径流。千烟洲松塘小流域水体NO3-N污染为非点源污染，主要受农田施绿肥、生活污水的影响。【关键词】中国生态系统研究网络；千烟洲松塘小流域；北京城市生态系统；地表水；地下水；硝态氮；水化学；氮同位素；氧同位素；【篇名】典型城市与农业区地表水与地下水硝态氮来源研究【目录】典型城市与农业区地表水与地下水硝态氮来源研究

6、 摘要 4-6 Abstract 6-7 1 引言 10-26 1.1 水体氮的生物地球化学循环过程 10-11 1.2 国内外水体NO_3-N污染研究进展 11-13 1.2.1 水体NO_3-N污染状况研究 11-12 1.2.2 水体NO_3-N质量浓度的空间变化研究 12 1.2.3 水体NO_3-N质量浓度的季节变化研究 12-13 1.3 水体NO_3-N污染的同位素示踪研究 13-23 1.3.1 15N、18O双同位素法的基本理论 14-16 1.3.2 水体NO_3-中N、O同位素分析处理方法发展 16 1.3.3 水体硝酸根N、O同位素的环境指示意义 16-19 1.3.4

7、 我国研究现状 19-23 1.4 选题依据及研究意义 23-25 1.4.1 理论价值 23 1.4.2 现实意义 23-25 1.5 技术路线 25-26 2 研究地区与研究方法 26-31 2.1 研究地区概况 26-28 2.1.1 北京城市生态系统 26-27 2.1.2 千烟州生态站 27-28 2.2 研究方法 28-31 2.2.1 水化学分析方法 28-29 2.2.2 (15)N、(18)O分析测定 29-31 3 结果与分析 31-55 3.1 水体氮污染状况及空间变化 31-35 3.1.1 北京城市生态系统20092010年地表水不同形态氮组成 31-33 3.1.2

8、 20042010年千烟洲松塘小流域水体不同形态氮含量 33-35 3.2 水体不同形态氮含量季节变化 35-39 3.2.1 北京城市生态系统20092010地表水不同形态氮的季节变化 35-38 3.2.2 千烟洲松塘小流域20042010水体不同形态氮的季节变化 38-39 3.3 水化学指标对NO_3-N污染来源的指示作用 39-45 3.3.1 北京城市生态系统地表水NO_3-N污染来源 39-43 3.3.2 千烟洲松塘小流域水体NO_3-N污染来源 43-45 3.4 水体NO_3-N污染来源的(15)N、(18)O示踪 45-53 3.4.1 北京城市生态系统地表水(15)N、

9、(18)O、(18)O-H_2O、2H-H_2O特征 45-48 3.4.2 千烟洲松塘小流域水体(15)N、(18)O、(18)O-H_2O、2H-H_2O特征 48-53 3.5 两种生态系统的比较 53-55 3.5.1 农田与城市生态系统地表水NO_3-N污染状况差异 53-54 3.5.2 农田与城市生态系统水体NO_3-N污染来源异同 54-55 4 结论与讨论 55-59 4.1 主要结论 55-56 4.1.1 北京城市生态系统地表水NO_3-N污染来源特征 55 4.1.2 千烟洲松塘小流域水体NO_3-N污染来源特征 55-56 4.1.3 两种生态系统水体NO_3-N污染来源差异 56 4.2 贡献与不足 56-57 4.2.1 贡献 56-57 4.2.2 不足 57 4.3