藏北高原其香錯及其入湖河流硝酸鹽的來源與轉化

2022-12-02 10:16:03 admin

工業革命之后，人類活動（如化石燃料燃燒和農業生產）極大地改變了全球氮循環，導致環境中的活性氮含量翻倍及大氣活性氮沉降量顯著增加。通常，城市和農村地區的大氣活性氮沉降量最多，但由于大氣活性氮的可遷移性，偏遠地區的高山生態系統也能受到大氣活性氮沉降量增加的影響。而且，在氣候變化的驅動下，冰凍圈消融（如冰川和積雪融化）可能將更多的活性氮輸入高山生態系統。此外，由于高山湖泊多為超貧營養和貧營養類型湖泊，且多受氮限制，因此即使活性氮輸入的小幅度增加，也可能對高山湖泊產生顯著的負面效應，例如富營養化、酸化和生物量下降等。高山湖泊是鄰近低地的重要水資源和生物多樣性熱點區域，為了保護高山湖泊，使其免受外界活性氮輸入的負面影響，需要明確活性氮來源的貢獻，以實施有效的預防或緩解政策。

青藏高原的高山湖泊面積50000 km²，占中國湖泊面積的57.2%。由于人類活動相對較少，青藏高原湖泊水質并未引起太多關注。然而，最近研究發現，在氣候變化和人類活動的壓力下，青藏高原湖泊的營養物質（氮和磷）濃度持續增加，甚至出現了富營養化等環境問題。此外，青藏高原的湖泊對外部氮輸入的彈性較差，如果不加以預防或緩解，可能會對該地區的湖泊產生不可逆轉的影響。因此，了解青藏高原湖泊活性氮的來源，對于預防或減緩青藏高原湖泊富營養化具有重要意義。

硝酸鹽是湖泊水體活性氮最主要的存在形式，其生物可利用性取決于各種轉化過程，如硝化作用、反硝化作用、同化作用等。硝酸鹽的來源主要包括：大氣沉降、氮肥、土壤、糞便和污水等。因為不同來源具有不同的同位素值，穩定同位素可以提供硝酸鹽來源和轉化的有力指示。值得注意的是，硝酸鹽同位素比值不僅受來源的影響，還受其轉化過程產生的同位素分餾的影響。因此，闡明湖泊硝酸鹽的轉化過程有助于準確識別硝酸鹽來源。

目前，硝酸鹽同位素已被用于青藏高原南部和西部的淡水湖泊硝酸鹽溯源研究。但由于復雜的化學、沉積和沉積后過程，青藏高原大氣活性氮沉降存在空間異質性，這表明青藏高原湖泊中的硝酸鹽來源在不同地區可能有所不同。藏北高原是世界上鹽湖分布最集中的地區之一。與淡水湖泊相比，鹽湖多為內流湖，水體除蒸發外沒有其他出口，使得營養物質易于積累，面臨富營養化的風險。然而，目前對藏北高原鹽湖硝酸鹽的來源和轉化的研究尚未開展，這不利于預防和緩解該地區鹽湖富營養化相關政策的制定。因此，為彌補該研究空白，我們選取了藏北高原沿其香錯斷裂分布最大的鹽湖——其香錯為研究對象，從空間角度分析了其香錯及其入湖河流的硝酸鹽濃度和同位素值，目的是：

（1）識別造成同位素分餾的硝酸鹽轉化過程

（2）確定硝酸鹽來源并量化其貢獻率

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