解读布水库对气运输和酸盐转化的影响:从多同位素分析和机器学习的洞察力

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 河流生态 河流生态
• 生物地质化学生物地质化学

背景情况:

• 布水库对河流营养循环和生态系统健康产生深远影响.
• 兰河 (LCR) 布系统呈现出复杂的气运输和转化动态.
• 了解这些变化对于管理河流生态系统至关重要.

研究的目的:

• 调查布水库对兰河气运输和转化的影响.
• 量化留量并确定源.
• 模拟由人为和自然因素影响的酸盐-的度.

主要方法:

• 每月在自然和水库范围进行水化和稳定同位素 (δ¹⁵N-NO_{3-, δ¹⁸O-NO3-, δ¹⁸O-H2O, δD-H2O) 监测.}
• 对形式 (TN,NO₃^--N,PN,NH₄⁺-N) 和下水的分析.
• 对N源分配的贝叶斯稳定同位素建模.
• 为NO₃^--N预测进行极端梯度增强 (XGBoost) 建模.

主要成果:

• 年平均保留率:TN (-35%),NO₃^--N (-53%),PN (48%),NH₄⁺-N (-65%). 平均每年保留率:TN (-35%),NO₃^--N (-53%),PN (48%),NH₄⁺-N (-65%). 平均每年保留率:TN (-35%),NO₃₃-N (-53%),PN (48%),NH₄+-N (-65%). 平均每年保留率:TN (-35%),NO₃-^{-N (-53%),PN (48%),NH₄+}-N (-65%). 平均每年保持率:
• 储水池,特别是大型储水池,增强植物浮游生物吸收NO₃^--N,导致下游TN和PN减少.
• 源发生了转移,土壤减少了 (69.3%至61.8%),便/污水增加了 (24.0%至31.3%).
• XGBoost模型准确地预测了NO₃^--N度 (R²=0.70).

结论:

• 布水库显著改变了河流运输,有利于颗粒保留比酸盐.
• 储水池中植物浮游生物的吸收在去除中起着关键作用.
• 人为因素,特别是污水,正在越来越多地导致河流气负载.
• 这项研究提高了对水库对河流生物地球化学和生态的影响的理解.