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流域氮磷截留機制與定量模擬取得進展
【发布时间:2019-06-25 】 【 】【打印】【關閉

  生態系統中氮磷等營養元素的過量輸入是導致水體汙染及水生態破壞的重要原因。近些年來,隨著社會經濟的快速發展,人類活動強度不斷增大,氮磷等元素主要輸入途徑(如化肥施用、大氣沈降、食品/飼料輸入、汙水排放等)和進入水體的方式(如點源和非點源)發生重大變化,疊加多變的氣候和空間差異顯著的流域地理條件,顯著影響流域氮磷等汙染物的輸移和截留過程,並可能引發更爲突出的生態環境問題。因此,圍繞著氮磷輸入來源輸移降減等核心問題開展研究具有十分重要的意義。 

  在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下,李恒鹏团队张汪寿助理研究員等人围绕着氮磷输入、截留和输移入水等全过程开展研究,并取得一系列创新性成果: 

  在氮磷輸入來源解译和热点时/區識別方面,研究團隊從物質循環的角度出發,構建了人類活動點源和分散源氮磷輸入的計算方法,識別了氮磷輸入的熱點時/區。研究發現1990~2000年是氮磷輸入快速增長時間段,城市化和糧食增産需求是氮磷輸入快速增加的主要驅動力,糧食主産區是氮磷輸入增加的熱點區域。相關成果以Spatio-temporal dynamics of nitrogen and phosphorus input budgets in a global hotspot of anthropogenic inputs爲題發表在Science of the Total Environment期刊上。 

  在氮磷汙染物輸移降解和綜合模擬方面,研究團隊結合上述已構建的氮磷輸入方法體系,耦合流域汙染輸移過程模型,定量解譯了流域氮磷人類活動輸入、景觀截留、河道降減過程,並評估了其對下遊受納水體的影響。研究發現流域景觀截留了87%的人類活動輸入的氮,其中溝塘截留占12%,林草地截留占75%,而河流僅消納了3%的氮輸入;而對于磷而言,約91~98%人類活動輸入的磷被景觀截留,降雨、閘壩密度和河流流速是影響磷流失遷移的主要因子。研究結果系統揭示了流域氮磷輸移過程和時空截留特征,這些信息對于流域氮磷的截源控汙和土地利用空間優化具有重要的參考意義。相關成果已在Science of the Total Environment題爲Nitrogen transport and retention in a headwater catchment with dense distributions of lowland pondsJournal of Geophysical Research題爲Anthropogenic phosphorus inputs to a river basin and their impacts on phosphorus fluxes along its upstream‐downstream continuum等期刊發表。 

全文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718348058 

全文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896971932203X 

全文鏈接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/2017JG004004 

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