结合稳定同位素和空间流网络建模,解开水文和生物地球化学过程对河流动态的影响
Minpeng Hu1, Zhongjie Yu1, Timothy J Griffis2
1Department of Natural Resources and Environmental Sciences, University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, IL, USA.
农业中的损失是复杂的. 这项研究使用同位素和建模来表明,雨季动员肥料,而干季涉及多种来源和增强的脱,突出了适应性营养管理的需要.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 生物地质化学生物地质化学
- 水文学的水文学
背景情况:
- 密集型农业改变了流域水文和生物地质化学,导致水质恶化和生物多样性丧失.
- 鉴定农业流域中 (N) 源和沉积点的数量是具有挑战性的,因为的转化和运输过程异质.
研究的目的:
- 在明尼苏达州坎农河流域调查流域水文学, (N) 转化和酸盐 (NO3-) 来源.
- 用稳定同位素和空间流网络建模来区分源,并了解在湿和干的水文条件下对比的循环.
主要方法:
- 使用了水和酸盐 (NO3-) 的稳定同位素.
- 采用了空间流网络建模 (SSNMs).
- 在对比的潮湿和干燥季节条件下分析数据.
主要成果:
- 雨季呈现出较高的河流NO3度,由高流域湿度和近地表面N动员驱动,由于较短的水路时间减少了脱.
- 干旱季节显示NO3度较低,脱信号更强,地下深水是主要的水源,水的运行时间较长促进了脱.
- 在雨季,N肥料是NO3的主要来源 (98.2±1.3%),而干季则显示混合来源 (64.4%的肥料,26.0%的土壤N,9.5%的便/下水).
结论:
- 水文连接和水的流动时间显著影响农业流域的N损失和转化过程.
- 这些发现强调了考虑排水管理和地下水N积累对于有效的营养管理策略的重要性.
- 适应性措施对于控制农业流域的污染至关重要,特别是在具有高连接性的地地区.
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