新研究揭示水源地氮素污染發生機制

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/10/510581.shtm

近日，中國林業科學研究院亞熱帶林業研究所生態修復研究團隊相關研究成果分別發表在國際期刊《林業研究》（Journal of Forestry Research）與《生態指數》（Ecological Indicators），初步揭示了水源地氮素污染的發生機制。

  ?

人為活動影響下的水源地。受訪者供圖

目前全球氮肥用量達到1.2億噸，是地球極限閾值的2倍，然而只有40%的氮素被作物吸收，超過50%的氮肥進入環境。我國約有60%的河流、湖泊受到不同程度的污染，其中50%是由面源污染引起的，而氮素污染對水污染的貢獻率為81%。

太湖流域山地丘陵水源地植被覆蓋中相當一部分是毛竹林，團隊聚焦毛竹林地表徑流遷移途徑研究，進行了實地持續定位觀測，并初步揭示了氮素污染的發生機制：高強度降雨能夠通過淋溶沖刷等方式使葉片及土壤中的氮素隨地表徑流遷移，是造成氮素流失的主要驅動力。

  ?

森林濕地作用下的水源地。受訪者供圖

因此，降雨充沛的雨季（6-9月）是氮素流失的主要時段，占全年氮流失的85.9–95.9%；而從空間維度來看，水源地空間層次由高到低，氮素流失強度逐漸提高。在徑流遷移過程中，人為活動諸如生活污水排放和白茶種植能夠增加徑流溝中的氮素污染，而建設森林濕地則能夠有效降低水體中氮素污染物濃度。研究還發現，通過林分優化，改變毛竹林結構，在毛竹純林中混交常綠喬木、豆科植物等能夠有效控制氮素流失，減少38.2%的水源地氮滲漏。

研究結果不僅豐富、拓展了土壤物理、水文學等相關學科理論內涵，而且明確了高強度經營的經濟林覆蓋下水體氮污染關鍵因素，有助于在該類型水源地建立可持續的植被經營管理模式，促進水源地面源污染治理工作。

中國林科院亞林所已畢業博士生王榮嘉為論文第一作者，中國林科院亞林所研究員張建鋒為通訊作者。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1007/s11676-023-01640-3；

https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.111007