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新研究揭示水源地氮素污染发生机制

科学网 2023-10-19 20:23:40

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近日，中国林业科学研究院亚热带林业研究所生态修复研究团队相关研究成果分别发表在国际期刊《林业研究》（Journal of Forestry Research）与《生态指数》（Ecological Indicators），初步揭示了水源地氮素污染的发生机制。

人为活动影响下的水源地。受访者供图

目前全球氮肥用量达到1.2亿吨，是地球极限阈值的2倍，然而只有40%的氮素被作物吸收，超过50%的氮肥进入环境。我国约有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，而氮素污染对水污染的贡献率为81%。

太湖流域山地丘陵水源地植被覆盖中相当一部分是毛竹林，团队聚焦毛竹林地表径流迁移途径研究，进行了实地持续定位观测，并初步揭示了氮素污染的发生机制：高强度降雨能够通过淋溶冲刷等方式使叶片及土壤中的氮素随地表径流迁移，是造成氮素流失的主要驱动力。

森林湿地作用下的水源地。受访者供图

因此，降雨充沛的雨季（6-9月）是氮素流失的主要时段，占全年氮流失的85.9–95.9%；而从空间维度来看，水源地空间层次由高到低，氮素流失强度逐渐提高。在径流迁移过程中，人为活动诸如生活污水排放和白茶种植能够增加径流沟中的氮素污染，而建设森林湿地则能够有效降低水体中氮素污染物浓度。研究还发现，通过林分优化，改变毛竹林结构，在毛竹纯林中混交常绿乔木、豆科植物等能够有效控制氮素流失，减少38.2%的水源地氮渗漏。

研究结果不仅丰富、拓展了土壤物理、水文学等相关学科理论内涵，而且明确了高强度经营的经济林覆盖下水体氮污染关键因素，有助于在该类型水源地建立可持续的植被经营管理模式，促进水源地面源污染治理工作。

中国林科院亚林所已毕业博士生王荣嘉为论文第一作者，中国林科院亚林所研究员张建锋为通讯作者。