基于-15-N同位素示踪技术的地下河硝态氮来源时空变化特征分析

基于15N同位素示踪技术的地下河硝态氮来源时空变化特征分析汪智军1,2,杨平恒1,2*,旷颖仑1,贺秋芳1,袁文昊1,袁道先1,3(1�西南大学地理科学学院,重庆�400715;2�西南大学地球化学与同位素实验室,重庆�400715;3�中国地质科学院岩溶地质研究所国土资源部岩溶动力学重点实验室,桂林�541004)摘要:根据2007年10月至2008年10月每月对青木关地下河水的监测,利用15N同位素示踪技术并结合水化学指标,分析地下河硝态氮来源的时空变化特征.结果表明,地下河出口S2硝态氮浓度(20�35mg�L)比入口D1(3�20mg�L)高6倍多.受农业生产施肥和降雨冲刷稀释效应的影响,地下河水硝态氮浓度2007年10月至2008年3月较低且比较稳定,2008年4月至7月较高但受降雨冲刷稀释影响变化较大,2008年8月至9月随降雨减少,土壤中残留的化肥造成地下河水硝态氮浓度偏高.根据NO-3��15N值识别出了地下河硝态氮来源变化特征为:D1处2007年10月至2008年3月以及2008年7月至10月NO-3��15N值为-0�857�2�01�(n=9),其硝态氮来源为稻田中残留的化肥;2008年4月、6月中下旬NO-3��15N值为2�50�0�29�(n=3),其来源为稻田中施用的化肥与土壤有机氮的混合;2008年5月下旬至6月上旬NO-3��15N值分别为-3�74�和0�52�,其来源为稻田中施用的化肥.S2处硝态氮不仅来自上游的化肥,更主要的是来自中下游的耕地、林地土壤渗透水或侧向裂隙水带来的土壤有机氮与化肥,其中2007年10月至2008年3月以及2008年7月至10月NO-3��15N值为4�77�0�73�(n=9),其硝态氮主要来自于土壤有机氮;2008年4~6月NO-3��15N值为3�16�0�39�(n=5),其硝态氮来自于土壤有机氮与化肥的混合.关键词:地下河;15N同位素;硝态氮;来源;时空变化中图分类号:X131�2;X142�文献标识码:A�文章编号:0250�3301(2009)12�3548�07收稿日期:2008�12�29;修订日期:2009�02�28基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2008CB417208);!十一五∀国家科技支撑计划项目(2006BAC01A16);国家自然科学基金项目(4062165);重庆市科委项目(CSTC2007BC7001,CSTC2009BA0002);三峡库区森林生态保护与恢复重庆市重点实验室开放基金项目(CKL200802);西南大学研究生科研创新基金项目(ky2008001)作者简介:汪智军(1986~),男,硕士研究生,主要研究方向为岩溶环境学,E�mail:wangwan-118@163.com*通讯联系人,E�mail:balance@swu.edu.cnTemporalandSpatialVariationsoftheNitrate�nitrogenSourcesinanUndergroundRiverUsing15NIsotopeTechniqueWANGZhi�jun1,2,YANGPing�heng1,2,KUANGYing�lun1,HEQiu�fang1,YUANWen�hao1,YUANDao�xian1,3(1�SchoolofGeographicalSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2�LaboratoryofGeochemistryandIsotope,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;3�TheKarstDynamicsLaboratory,MinistryofLandandResources,InstituteofKarstGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Guilin541004,China)Abstract:GroundwaterinQingmuguanundergroundriverwasmonitoredusinghydro�chemicaland15Nisotopetechniquestoinvestigatetemporalandspatialvariationsofnitrate�nitrogenanditspossiblesourcesfromOctober,2007toOctober,2008.Theresultsshowthatnitrateconcentrationsare3�20mg�Loftheinlet(D1)and20�35mg�Loftheoutlet(S2)oftheunderground