PDF《留特征》

the first?order stream of Ershibuhe River>

the headwater stream of Shiwulihe River>

Guanzhenhe Creek. Great difference in the NH+

4 ?N and SRP retention between the main channel running water and transient storage zone was found among the four studied streams. Moreover, some negative values of λ?NH+

4 and λs ?NH+

4 were obtained in the first? and second?order streams of Ershibuhe River and the headstream of Shiwulihe River, implying that these stream reaches acted as a short?term storage zone and nutrient source for NH+

4 ?N. Keywords: headwater stream;

OTIS model;

hydrological parameters;

transient storage metrics;

nitrogen and phosphorus retention

1 期 李如忠等:合肥地区不同类型源头溪流暂态存储能力及氮磷滞留特征

1 引言(Introduction) 源头溪流是河流、湖、库水系统的重要组成部 分,其长度甚至可以达到整个河流水系总长度的 85%以上(Horton,1945),因此,在整个水系统中扮 演着非常重要的角色.源头溪流是汇水区氮磷营养 盐汇集和向下游水体传输的重要载体和通道,各等 级小河流携带的营养物经逐级汇流、传输,最终进 入大江大河或湖、库、海湾中,从而影响这些水体的 水环境质量.因此,下游水体水环境状况的改善,很 大程度上取决于各等级小河流的水质状况.事实上, 源头溪流不只起着污染负荷载体和输送通道的角 色,对于氮磷营养盐滞留和转化也发挥着重要作用. 由于数量庞大,在微生物活性较强的季节,源头溪 流甚至可以将汇水区输入的 50%以上的无机氮滞 留和 转化(Peterson et al., 2001;

Seitzinger et al., 2002).Alexander 等(2000)的研究发现,密西西比河 等级较低的小河流可以将 60%以上的氮滞留下来, 而等级较高的大河流滞留率仅为 10%左右. 氮磷养分的滞留主要受生物过程( 如生物吸 收、硝化作用) 和非生物过程(如颗粒吸附、化学沉 淀、挥发) 的共同影响( Argerich et al., 2011;

Baker et al., 2011).城市小河流、农村排洪沟渠、城郊菜地 或林地溪流等不同类型溪流水体,不仅汇水性质不 同,而且在渠道地形、地貌特征及沉积物物质组成 和附着微生物种类等方面都存在较大的差异性,使 得相应的溪流水体在暂态存储能力及氮磷滞留特 性方面 表现出一定的特殊性. 潜流带(Hyporheic Zone)是地表水与地下水交互作用的过渡带(夏继 红等,2013),对溪流携带溶质具有一定的滞留功能. 此外,滨岸滞水区、漩涡、回水区等也都对溶质产生 一定的滞留效应.因此,人们往往将潜流带和回水滞 流区等不加区分地统称为暂态存储区 ( Transient Storage Zone).目前,有关源头溪流氮磷养分滞留特 征和滞留机制的研究,已成为环境科学、环境生态 学、环境水文地质学等领域的研究热点和前沿课题 ( Argerich et al., 2011;

Baker et al., 2011;

Claessens et al., 2010;

Wagenschein et al., 2008;

Weigelhofer et al., 2012).尽管国内已开始有学者关注源头溪 流、农业排水沟渠氮磷迁移转化机制(王岩等, 2010;

袁淑芳等, 2012;

王吉苹等, 2009),但相关研 究还相当少,特别是还鲜有从暂态存储层面解析氮 磷养分滞留特征和滞留机制.因此,本研究拟以巢湖 西半湖北侧的合肥地区为例,针对城市、乡村和城 郊结合部的不同类型源头溪流,筛选

4 个典型溪流 段.在现场示踪实验的基础上,利用 OTIS 模型及其 模拟计算结果,开展暂态存储能力和氮磷养分滞留 特性的分析和对比,以期为源头溪流氮磷养分的削 减和调控提供依据.