丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮干濕沉降動(dòng)態(tài)變化特征研究

楊小林 賀夢(mèng)微 陳藝晏 李義玲

摘要：大氣環(huán)境中高氮以干/濕沉降的方式返回地表，進(jìn)入陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)可能引起一系列負(fù)面生態(tài)效應(yīng)。以丹江口庫(kù)區(qū)為研究對(duì)象，基于2016～2018年的大氣氮干濕沉降連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，研究了丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降的動(dòng)態(tài)變化特征。結(jié)果表明：① 2016～2018年，丹江口庫(kù)區(qū)大氣濕沉降中TN、AN、NN、DN通量分別為29.48，10.75，11.27，24.52 kg/（hm2·a），其中，夏季TN、AN、NN和DN濕沉降通量最高，分別占全年各形態(tài)氮濕沉降總量的32.85%，43.94%，26.74%，33.59%。② 庫(kù)區(qū)TN、AN、NN和DN干沉降通量分別為8.38，1.56，1.26，5.77 kg/（hm2·a），從季節(jié)分配上呈現(xiàn)冬季>秋季>春季>夏季的特點(diǎn)。③ 2016～2018年庫(kù)區(qū)大氣總氮沉降量為37.86 kg/（hm2·a），其中，TN干、濕沉降通量分別占總沉降量的22.13%和77.87%。丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降過程與通量研究，可更好地揭示大氣氮沉降對(duì)庫(kù)區(qū)水體養(yǎng)分的輸入貢獻(xiàn)，豐富庫(kù)區(qū)水體“營(yíng)養(yǎng)源”的解析，為加強(qiáng)庫(kù)區(qū)氮素管理，降低庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)提供依據(jù)。

關(guān) 鍵 詞：氮沉降; 干沉降; 濕沉降; 生態(tài)效應(yīng); 丹江口庫(kù)區(qū)

中圖法分類號(hào)： X51

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2022.05.010

0 引 言

工業(yè)革命以來，隨著礦石燃料燃燒、化肥施用、汽車等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，全球的大氣氮沉降通量呈逐年增加的趨勢(shì)[1-2]，近年來，中國(guó)大氣氮沉降量也以約0.04 g/m2的速度逐年上升[3]。大氣氮沉降是大氣環(huán)境氮素輸入到陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要方式，適量的氮沉降能夠提高生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分供應(yīng)，有利于植物生長(zhǎng)[4]，降低有機(jī)質(zhì)分解速度并提高生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力[5]，而一旦沉降量超過了生態(tài)系統(tǒng)的臨界負(fù)荷，會(huì)引起生態(tài)系統(tǒng)負(fù)面效應(yīng)，如生物多樣性降低、氮素過飽和、土壤酸化和水體富營(yíng)養(yǎng)化等問題[6-7]。中國(guó)的大氣氮沉降研究始于20世紀(jì)70年代末[8]。一直以來，學(xué)者們圍繞農(nóng)田、林地、草原、城市等不同生態(tài)系統(tǒng)開展了一系列的監(jiān)測(cè)和研究工作[5，9-10]。然而，大氣氮沉降來源復(fù)雜、區(qū)域氣象因素（降雨、風(fēng)速和風(fēng)向）影響明顯，導(dǎo)致大氣氮沉降濃度、沉降量在時(shí)間和空間上具有較大差異?？傮w來說，中國(guó)大氣氮沉降特征及其環(huán)境影響方面的研究還比較有限，全國(guó)范圍內(nèi)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)仍較缺乏。

丹江口水庫(kù)是漢江上關(guān)鍵性水利工程，也是南水北調(diào)中線工程的水源地，作為中國(guó)最大的飲用水源保護(hù)區(qū)，其水質(zhì)不僅影響庫(kù)區(qū)水環(huán)境狀況，更直接關(guān)系到南水北調(diào)工程受水區(qū)的用水安全[11]。為保障庫(kù)區(qū)水質(zhì)安全，丹江口庫(kù)區(qū)各地方政府對(duì)庫(kù)周點(diǎn)污染源逐步實(shí)施關(guān)停和搬遷，點(diǎn)源污染得到有效控制[12]，面源污染，特別是農(nóng)業(yè)面源污染已成為庫(kù)區(qū)水體污染物主要來源[13]。為此，近年來，丹江口庫(kù)區(qū)村鎮(zhèn)、畜禽養(yǎng)殖以及農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)影響和控制研究成為了新熱點(diǎn)，作為導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要養(yǎng)分元素之一，面源氮污染研究愈發(fā)受到關(guān)注[14-15]。未來隨著丹江口庫(kù)區(qū)點(diǎn)源污染和面源污染的不斷治理，庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的大氣氮沉降輸入相對(duì)于其他氮源所占的比例將逐漸增大，作為生態(tài)系統(tǒng)重要“營(yíng)養(yǎng)源”的氮沉降研究理應(yīng)受到更多關(guān)注，然而目前關(guān)于丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降特征及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)影響的研究甚少?；诖?，本研究通過丹江口庫(kù)區(qū)的大氣氮沉降長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)，嘗試摸清丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮素沉降特征和通量，以期為豐富庫(kù)區(qū)水體氮素來源解析提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)也為中國(guó)大氣氮沉降的時(shí)空分布特征研究提供數(shù)據(jù)積累。

1 研究方法

1.1 樣品的采集

本研究于2016年1月至2018年12月開展野外連續(xù)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，采集丹江口庫(kù)區(qū)大氣濕沉降與干濕混合沉降樣品，開展庫(kù)區(qū)大氣氮沉降特征研究。為了便于樣品采集和減少人為活動(dòng)干擾，本研究將樣品采集裝置安裝固定在淅川縣老城鎮(zhèn)小流域（111°22′40.2″E，33°1′3.51″ N）的農(nóng)戶房頂（見圖1）。該農(nóng)戶為小流域內(nèi)獨(dú)戶人家，其他農(nóng)戶多已搬遷，周圍無高大樹木和建筑物遮擋，亦無高大煙囪、重要交通道路等點(diǎn)、線污染源，距離水庫(kù)直線距離僅為1.7 km。大氣干濕沉降混合樣品采集容器為直徑30 cm、深度約50 cm的圓桶，在使用前用超純水清洗干凈并晾干，然后固定在房頂事先安裝的支架上，每月固定時(shí)間（每月28日）采集大氣干濕沉降混合樣品，若降水量較大時(shí)加密采樣頻次，采集時(shí)先將樣品倒入量筒后用純水反復(fù)沖洗，并再次倒入量筒測(cè)定樣品總體積（若無雨水則用純水反復(fù)沖洗后測(cè)量），并將部分樣品裝入預(yù)先清洗干凈的塑料采樣瓶（80 mL）。同時(shí)，在農(nóng)戶房頂安裝2個(gè)天津氣象儀器廠生產(chǎn)的SDM6型雨量器，一個(gè)長(zhǎng)期打開，用來測(cè)定降雨量;另一個(gè)用玻璃片遮蓋，只在降雨開始之前打開，用來收集大氣濕沉降樣品。每次降雨結(jié)束后，于次日上午記錄降雨量，并采集混合均勻的雨水樣品，然后將樣品帶回放置于冰箱中低溫保存并盡快進(jìn)行理化分析。

1.2 樣品處理與分析

將收集到的大氣沉降樣品帶回實(shí)驗(yàn)室采用GB11894-89方法測(cè)定TN（總氮）、DN（可溶性氮）、AN（氨氮）和NN（硝態(tài)氮）濃度。理化分析前將沉降樣品分成2部分，其中一部分樣品采用0.45 μm的Waterman濾膜過濾，用于測(cè)定AN、NN和DN濃度。另一部分原樣樣品用于測(cè)定TN濃度。顆粒態(tài)氮（PN）濃度為總氮濃度與可溶性氮濃度之差，即PN=TN-DN。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

1.3.1 通量計(jì)算

采用式（1）、式（2）分別計(jì)算大氣氮濕沉降月（季、年）濃度和月（季、年）通量，大氣氮濕沉降的月（季、年）濃度是指每月（季、年）采集的雨水樣品中的氮濃度，用降水采集期內(nèi)月（季、年）降雨量加權(quán)平均計(jì)算;大氣濕沉降通量是月（季、年）濃度與該月（季、年）降雨總量乘積。采用式（3） 計(jì)算大氣氮干濕混合沉降通量，將各月份的大氣干濕混合沉降通量相加即得出季、年的大氣氮干濕混合沉降通量。大氣氮干沉降通量為大氣氮干濕混合沉降通量與大氣氮濕沉降通量之差。AD1D69E9-F5B6-4506-9E2E-8381899DA7F6

ρs=ni=1ρi×Hi/ni=1Hi（1）

氮濕沉降通量=ni=1ρi×Hi/100（2）

氮干濕混合沉降通量=mj=1ρj×10-6×VSArea×104（3）

氮干沉降通量=氮干濕混合沉降通量-

氮濕沉降通量（4）

式中：ρs為濕沉降中某形態(tài)氮的月（季、年）濃度，mg/L;ρi為第i次降水中某形態(tài)氮濃度，mg/L;Hi為第i次降水的降雨量，mm;ρj為第j次采集的干濕混合沉降樣品中某形態(tài)氮的濃度，mg/L;V為收集的樣品總體積，L;SArea為采樣容器的橫截面積，m2。

1.3.2 數(shù)據(jù)分析

文中數(shù)據(jù)分析與圖表制作由Excel 2010和Origin 13.0實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究區(qū)域降雨特征

圖2顯示了研究區(qū)域2016～2018年降雨量的時(shí)間分布特征。結(jié)果表明：2016，2017，2018年研究區(qū)域降雨量分別為624.2，1054.7，780.8 mm，年均降水量為819.9 mm。郭詩(shī)君等[16]通過1951～2019年丹江口庫(kù)區(qū)降雨量研究發(fā)現(xiàn)庫(kù)區(qū)69 a平均降雨量為805.6 mm，可見，研究區(qū)域2018年降雨量屬于正常降雨年份，2016年和2017年降雨量分別屬于偏少和偏多年份。從降雨量的月際動(dòng)態(tài)變化過程來看，研究區(qū)域全年降雨量主要分布在5～9月，2016～2018年3 a內(nèi)5～9月平均降水量為299.32 mm，約占全年降雨總量的66.31%。

2.2 大氣氮濕沉降濃度動(dòng)態(tài)變化特征

圖3顯示了庫(kù)區(qū)大氣濕沉降中不同形態(tài)氮濃度的月變化過程?？傮w上，大氣濕沉降中不同形態(tài)氮濃度時(shí)間差異較大。2016～2018年濕沉降中TN、AN、NN、DN月均濃度分別介于2.30～9.20，0.56～2.68，0.72～4.12，1.92～6.72 mg/L。其中，5～8月TN、NN、DN月均濃度較低，分別介于2.42～4.70，0.72～2.00，2.21～4.29 mg/L，而AN的濃度相對(duì)較高，介于0.98～2.68 mg/L。圖4顯示了降雨量與大氣濕沉降中不同形態(tài)氮濃度的相關(guān)關(guān)系，其中TN、AN、NN、DN與降雨量之間關(guān)系的相關(guān)系數(shù)分別為0.539 3，0.144 5，0.363 7和0.368 8。結(jié)果表明：大氣濕沉降中TN、NN、DN濃度均隨著降雨量的增加而降低，呈現(xiàn)一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而AN濃度與降雨量之間的關(guān)系不明顯。

2.3 大氣氮濕沉降通量動(dòng)態(tài)變化特征

圖5顯示了研究區(qū)不同形態(tài)氮濕沉降通量的月變化過程。其中，TN、AN、NN和DN濕沉降月通量分別介于0.01～5.54，0.001～2.40，0.002～2.07，0.004～4.92 kg/hm2。結(jié)果表明：庫(kù)區(qū)TN、AN、NN和DN濕沉降通量月變化特征明顯，其中，5～9月沉降通量較高，分別占全年各形態(tài)氮濕沉降總量的56.49%，72.04%，48.20%，58.17%。此外，大氣氮濕沉降呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)性變化特征，其中，2016～2018年春季（3～5月）、夏季（6～8）、秋季（9～11月）、冬季（12～次年2月）TN濕沉降通量分別為8.09±1.02，9.68±2.11，7.62±2.78，4.08±2.14 kg/hm2;AN濕沉降通量分別為2.27±0.77，4.72±0.95，3.22±1.50，0.53±0.47 kg/hm2;NN濕沉降通量分別為3.44±0.26，3.01±0.50，2.82±1.03，1.98±1.18 kg/hm2;DN濕沉降通量分別為6.81±0.74，8.24±1.87，6.42±2.54，3.05±1.87 kg/hm2。

2.4 大氣氮干沉降通量動(dòng)態(tài)變化特征

圖6顯示了研究區(qū)大氣氮干沉降通量的月變化過程，2016～2018年TN、AN、NN和DN干沉降月通量分別介于0.20～1.49，0.05～0.26，0.04～0.22，0.17～0.87 kg/hm2，TN、AN、NN和DN干沉降月均通量分別為0.69，0.13，0.11，0.48 kg/hm2。結(jié)果表明：研究區(qū)大氣氮干沉降通量月變化差異明顯，但與濕沉降通量呈現(xiàn)不同的月變化過程。其中，5～9月的TN、AN、NN和DN干沉降量相對(duì)較小，僅分別占全年各形態(tài)氮干沉降通量的21.17%，24.88%，24.35%，25.63%。2016～2018年平均TN、AN、NN和DN干沉降通量分別為8.38±0.54，1.56±0.09，1.26±0.12，5.77±0.40 kg/hm2，從季節(jié)上呈現(xiàn)冬季>秋季>春季>夏季的特點(diǎn)，其中冬季TN干沉降通量為夏季TN干沉降通量的3.49倍。

2.5 大氣氮干濕混合沉降特征

表1顯示了研究區(qū)不同形態(tài)氮干濕沉降特征。結(jié)果表明：2016～2018年研究區(qū)大氣TN干濕混合沉降量為37.86 kg/（hm2·a），其中TN的干、濕沉降通量分別為8.38，29.48 kg/（hm2·a），分別占總沉降量的22.13%和77.87%?？梢姡そ趲?kù)區(qū)大氣氮沉降以濕沉降為主。從月變化過程來看，TN干沉降與濕沉降月通量呈現(xiàn)“此消彼長(zhǎng)”的變化趨勢(shì)，春冬季干沉降通量較高、夏秋季濕沉降通量較高（見圖7）。此外，從季節(jié)變化過程上看，2016～2018年3 a TN干濕混合沉降總量呈現(xiàn)夏季（31.90 kg/hm2）>秋季（30.18 kg/hm2）>春季（29.24 kg/hm2）>冬季（22.24 kg/hm2）的趨勢(shì)。

研究結(jié)果還表明，2016～2018年干濕混合沉降中，AN、NN、DN和PN分別占TN沉降總量的32.54%，33.10%，80.03%，19.97%。干沉降中AN、NN、DN和PN分別占TN沉降總量的18.74%，15.04%，68.97%，31.03%;濕沉降中AN、NN、DN和PN分別占TN沉降總量的36.48%，38.24%，83.20%，16.80%。由此可見，干沉降中不同形態(tài)氮的沉降量大小順序?yàn)镈N>PN>AN>NN，濕沉降中不同形態(tài)氮的沉降量大小順序?yàn)镈N>NN>AN>PN。AD1D69E9-F5B6-4506-9E2E-8381899DA7F6

3 討 論

大氣氮沉降是指大氣中活性氮化合物通過濕沉降和干沉降的形式降落到陸地和水體的過程，氮濕沉降是通過雨、雪、露、霧等方式向生態(tài)系統(tǒng)輸入AN、NN等無機(jī)態(tài)氮和有機(jī)氮，氮干沉降是通過降塵和湍流方式輸入活性氮，主要包括NO2、NH3、HNO3及顆粒態(tài)NH+4、NO-3[9]。從植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的角度，適量氮沉降有利于植物生長(zhǎng)，特別是可以補(bǔ)償農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素?fù)p失，也是除人為施肥之外的重要氮素來源。因此，在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)管理過程中可充分利用大氣氮素對(duì)農(nóng)田土壤的氮素補(bǔ)充作用，加強(qiáng)農(nóng)田氮素管理，減少化肥施用量，提高化肥利用率。有研究表明，對(duì)于水生生態(tài)系統(tǒng)有利的大氣氮沉降通量臨界負(fù)荷為5～10 kg/（hm2·a）[17]，促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)量的大氣氮沉降通量臨界負(fù)荷分別為10～20 kg/（hm2·a）和35～55 kg/（hm2·a）[18]。從全國(guó)范圍看，大氣氮沉降通量從東南沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)向西北內(nèi)陸地區(qū)遞減，內(nèi)陸地區(qū)又高于西藏、西北和東北等地區(qū)，其中華北平原是中國(guó)大氣氮沉降的熱點(diǎn)區(qū)域[19]。前人研究結(jié)果表明：無論是同一區(qū)域的不同生態(tài)系統(tǒng)或不同區(qū)域的相同生態(tài)系統(tǒng)，大氣氮沉降量均存在較大差異（見表2），對(duì)不同生態(tài)系統(tǒng)的作用和影響也具有較大差異。研究結(jié)果顯示，2016～2018年丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮干濕沉降總量為37.86 kg/（hm2·a），可見，庫(kù)區(qū)大氣氮沉降一定程度上有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，促進(jìn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，但大氣沉降通量明顯高于水生生態(tài)系統(tǒng)的氮沉降臨界負(fù)荷，具有一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，有必要關(guān)注與預(yù)防大氣氮素輸入給丹江口水庫(kù)水生生態(tài)系統(tǒng)帶來的負(fù)面影響。

本次研究顯示丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降主要集中在5～9月，而且夏季氮沉降量明顯高于其他季節(jié)。這主要是由于夏季氣溫較高，導(dǎo)致大量的氮素?fù)]發(fā)到大氣中，同時(shí)夏季作為作物生長(zhǎng)季，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)強(qiáng)烈，施肥量較大，使得大氣中氮素含量較高，而冬季氣溫較低且為休耕期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)強(qiáng)度較低，氮排放量水平總體偏低，導(dǎo)致空氣中氮含量較低，大氣氮沉降量水平較低。此外，研究發(fā)現(xiàn)濕沉降中TN、NN和DN濃度與降雨量之間呈現(xiàn)一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明豐富的降水對(duì)大氣中氮素具有較強(qiáng)的淋洗作用[7]。而濕沉降中AN濃度與降雨量之間關(guān)系的相關(guān)系數(shù)較低，表明夏季雖然豐富降水，但對(duì)AN濃度影響相對(duì)較小，這可能與研究區(qū)域夏季玉米、紅薯等農(nóng)作物追肥有關(guān)，同時(shí)夏季高溫天氣是氨氣源強(qiáng)增加的重要影響因素，導(dǎo)致夏季大氣中氨氣含量較高[21，27]。

開展水體污染物來源解析，定性或定量評(píng)估不同來源污染物對(duì)水體污染的貢獻(xiàn)，是制定水污染治理措施的基礎(chǔ)和前提[28]。近年來，學(xué)者圍繞點(diǎn)源和面源污染對(duì)丹江口水庫(kù)水體氮素輸入貢獻(xiàn)進(jìn)行了一定的研究，為庫(kù)區(qū)水體氮素水平的控制提供了科學(xué)依據(jù)。如孟令廣等[13]研究發(fā)現(xiàn)丹江口水庫(kù)水源區(qū)面源污染TN年輸出量為13.53萬t;位夢(mèng)姣[28]利用水化學(xué)特征和熒光指紋的方法對(duì)丹江口水庫(kù)入庫(kù)污染物來源進(jìn)行解析發(fā)現(xiàn)，庫(kù)區(qū)TN的點(diǎn)源和面源平均貢獻(xiàn)率分別為15%和85%。經(jīng)測(cè)算，丹江口水庫(kù)水源區(qū)點(diǎn)源和面源TN年輸入總量達(dá)15.92萬t。

本次研究發(fā)現(xiàn)，2016～2018年丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降總量為37.86 kg/（hm2·a），按丹江口水庫(kù)170 m蓄水位計(jì)算，水庫(kù)水面面積達(dá)1 050 km2[29]，每年大氣沉降向水庫(kù)水面直接TN輸入量達(dá)3 975.30 t。此外，現(xiàn)有研究表明超過10.0%的大氣沉降對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的氮素輸入會(huì)經(jīng)過不同生態(tài)系統(tǒng)的遷移、截留、吸收、淋溶等一系列過程，最終通過地表徑流和地下徑流等面源污染途徑間接匯入受納水體[30-31]。如宋玉芝[32]和晏維金[33]等研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江流域、太湖流域TN面源污染分別有20.0%～30.0%和13.6%來源于大氣氮沉降。因此，按照10.0%的最低比例粗略估算，丹江口水庫(kù)水源區(qū)大氣TN沉降經(jīng)地表徑流和地下徑流等面源污染間接進(jìn)入水庫(kù)至少為1.35萬t，經(jīng)水面直接輸入和面源污染間接輸入入庫(kù)總量至少為1.75萬t，相當(dāng)于每年因大氣氮沉降向水庫(kù)水體輸入3.80萬t尿素。經(jīng)換算，大氣沉降TN輸入量至少占入庫(kù)TN年輸入總量的10.72%?？梢?，丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降對(duì)庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)可能帶來的影響不容忽視。因此，為更好地保護(hù)丹江口水庫(kù)水質(zhì)，大氣氮沉降對(duì)丹江口庫(kù)區(qū)水體氮素的輸入貢獻(xiàn)應(yīng)該給予足夠重視，而且要從根本上控制丹江口庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化問題，除了加強(qiáng)工業(yè)廢水、農(nóng)村生活污水、畜禽養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)污染等各類庫(kù)區(qū)水體氮素來源的控制外，還要針對(duì)大氣中氮素的來源，采取相應(yīng)的措施，如加強(qiáng)農(nóng)田氮素管理、減少化學(xué)氮肥用量、有效控制庫(kù)區(qū)畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活源的氮素輸出、減少工業(yè)和汽車尾氣排放等措施降低空氣中氮素含量，從而降低大氣氮沉降對(duì)庫(kù)區(qū)陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)氮素輸入，從根本上降低庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié) 論

本研究在丹江口庫(kù)區(qū)老城鎮(zhèn)小流域設(shè)置大氣氮沉降監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)，于2016～2018年進(jìn)行為期3 a的大氣氮沉降野外監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，開展了庫(kù)區(qū)大氣氮沉降特征研究，得出以下結(jié)論。

（1） 2016～2018年，丹江口庫(kù)區(qū)TN、AN、NN、DN年均濕沉降通量分別為29.48，10.75，11.27，24.52 kg/hm2，年均干沉降通量分別為8.38，1.57，1.26，5.78 kg/（hm2·a），庫(kù)區(qū)大氣濕沉降與干沉降呈現(xiàn)明顯的月變化和季節(jié)變化特征，但是干濕沉降通量總體呈現(xiàn)“此消彼長(zhǎng)”的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。

（2） 2016～2018年庫(kù)區(qū)大氣TN沉降量為37.86 kg/（hm2·a），其中TN干、濕沉降量分別為8.38，29.48 kg/（hm2·a），庫(kù)區(qū)大氣氮沉降以濕沉降為主。丹江口水庫(kù)水面面積為1 050 km2（170 m最高蓄水位時(shí)面積），相當(dāng)于每年接受大氣沉降氮素直接輸入量達(dá)3 975.3 t。

（3） 丹江口庫(kù)區(qū)大氣氮沉降一定程度上可促進(jìn)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，但總體上大氣沉降通量也明顯超過了水生生態(tài)系統(tǒng)的氮沉降臨界負(fù)荷，對(duì)于水生態(tài)系統(tǒng)具有一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，庫(kù)區(qū)應(yīng)該加強(qiáng)流域氮素管理，降低大氣氮沉降對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)氮素的輸入，從根本上降低庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。AD1D69E9-F5B6-4506-9E2E-8381899DA7F6

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（編輯：劉 媛）

Dynamic characteristics of atmospheric nitrogen dry and wet deposition in Danjiangkou Reservoir area

YANG Xiaolin1，2，HE Mengwei1，CHEN Yiyan1，LI Yiling1

（1.Safety and Emergency Management Research Center，Henan Polytechnic University，Jiaozuo 454000，China; 2.Institute of Mountain Hazards and Environment，Chinese Academy of Science，Chengdu 610041，China）

Abstract：

Nitrogen in the atmospheric environment caused by human activities returns to terrestrial and aquatic ecosystems in a form of dry/wet deposition，which may causes a series of negative ecosystem effects.This paper studied the dynamic characteristics of atmospheric nitrogen deposition in the Danjiangkou Reservoir area based on the continuous monitoring data of atmospheric dry and wet nitrogen deposition from 2016 to 2018.The results indicated that ：① The average annual fluxes of TN，AN，NN，and DN in atmospheric wet deposition from 2016 to 2018 were 29.48，10.75，11.27，and 24.52 kg/（hm2·a），and the wet deposition fluxes of TN，AN，NN and DN were the highest in summer，accounting for 32.85%，43.94%，26.74%，33.59% of the total wet deposition fluxes of different forms，respectively.② The dry deposition fluxes of TN，AN，NN，and DN were 8.38，1.56，1.26，5.77 kg/（hm2·a） respectively，and had the following temporal orders：winter>autumn>spring>summer.③ From 2016 to 2018，the total atmospheric nitrogen deposition in the reservoir area was 37.86 kg/（hm2·a）.Among them，the TN dry and wet deposition fluxes accounted for 22.13% and 77.87% of the total deposition，respectively.The study of atmospheric nitrogen deposition process and flux can better reveal the contribution of atmospheric nitrogen deposition to the input of nutrients in the reservoir area，enrich the understanding of the “nutrient source” of water body in the Danjiangkou Reservoir，and also fundamentally strengthen nitrogen management in the reservoir area.

Key words：

nitrogen deposition;dry deposition;wet deposition;ecological effect;Danjiangkou Reservoir areaAD1D69E9-F5B6-4506-9E2E-8381899DA7F6