流溪河水库流域碳氮营养盐浓度的时空变化特征及其影响因素

摘要

流溪河水库流域是亚热带典型的山地河源区,研究此流域的碳氮营养盐浓度时空变化特征及其影响因素对揭示亚热带流域生物地球化学循环与保障水资源供给具有重要意义。基于地形、气象、土地利用、土壤和实地采样获得的水质数据,采用相关分析及Elastic Net回归分析法,探讨了流溪河水库流域溪流碳氮营养盐浓度的时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)从时间上看,枯水期各采样点溪流碳氮营养盐浓度总体变化不大,但空间差异明显,其中NO_(3)^(-)与NH_(4)^(+)浓度具有强相关性。(2)流域坡度大小是引起不同溪流碳氮营养盐浓度存在差异的重要因子,且三级以上坡度对碳氮营养盐浓度变化产生显著的正面影响。(3)流域平均相对湿度也显著影响溪流碳氮营养盐的浓度。流域相对湿度越大,溪流的溶解有机碳浓度相对较高,但氮营养物浓度相对较低;同DOC相比,NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)对气象条件变化敏感度较低。(4)土地利用如建成区面积占比等人类活动显著影响碳氮营养盐的浓度,表现为建成区面积占比与DOC浓度呈负相关关系。此外,森林覆盖度增大会提高溪流DOC和NO_(3)^(-)的浓度,但对NH_(4)^(+)浓度的影响不显著。(5)土壤类型也影响流域碳氮营养盐的浓度,简育低活性强酸土对NO_(3)^(-)浓度产生正面影响,人为堆积土对NH_(4)^(+)浓度产生正面影响。研究结果可为流域水资源保护和了解碳氮营养物浓度的变化及影响因素提供有益信息。