河北平原城市近郊农田大气氮沉降特征

• 作者: 倪玉雪 刘学军 刘新宇 尹兴 张丽娟 许稳
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 河北保定 干湿沉降 氮循环 农田生态系统
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 土壤肥料·节水灌溉·农业生态环境
• 页码范围: 698-710
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.04.010

摘要

[目的]随着人类活动引起大气活性氮排放的增加,大气氮沉降亦迅速增加,进而影响各区域生态系统.明确河北平原城市近郊农田大气氮沉降的动态变化,可以为农田氮素资源综合管理提供科学依据,也为中国氮素沉降网络提供关键基础数据.[方法]在河北省保定市河北农业大学实验教学基地进行了为期6年(2006—2011年)的湿/混合沉降监测试验以及1年(2011年)的干沉降监测试验.湿/混合沉降通过雨量器自动采集降水;干沉降中气态NH3、HNO3和颗粒态铵离子和硝酸根(pNH4+和pNO3-)样品通过主动采样DELTA(DEnuder for Long-Term Atmospheric Sampling)系统采集,气态NO2样品通过被动扩散管采集.[结果]河北保定地区多雨季节为6—9月,占全年(2006-2011年)降雨量的88.6%、81.5%、89.3%、88.9%、74.5%和83.1%;大气氮湿/混合沉降浓度冬、春季较高,夏季最低,冬春两季NH4+-N、NO3--N、TIN和TDN浓度分别占全年的74.5%、72.6%、74.1%和71.3%;氮湿/混合沉降量亦存在明显的季节性变化,夏季最大,冬季最小;各形态氮湿/混合沉降浓度高低表现为:TDN>TIN>NH4+-N>NO3--N,且与降雨量呈极显著负相关;监测区6年间平均湿/混合沉降总量为32.8 kg N·hm-2,其中2008年大气氮湿/混合沉降量最大,达40.4 kg N·hm-2,2010年大气氮湿/混合沉降量最小,为28.9 kg N·hm-2;大气氮湿/混合沉降中TIN占TDN沉降量75%以上,其中NH4+-N是TIN的主要组成部分,占其总量的56.6%—69.7%,平均为64.4%;各形态氮(NH4+-N、NO3--N、TIN和TDN)湿/混合沉降量与月降雨量、月降雨频次呈极显著正相关;大气氮干沉降中各无机氮(NH3、NO2、HNO3、pNH4+、pNO3-)浓度有明显的季节性变化特征,且各形态氮的月沉降量变化趋势与氮浓度一致;总体来看,气态氮NH3、HNO3、NO2及颗粒态氮pNH4+、pNO3-的年沉降量分别达到10.1、7.60、4.39、6.47及3.81 kg N·hm-2.[结论]监测区大气氮沉降量受周边地区工业与当地农田施氮量共同影响,且由干湿沉降共同决定.该地区大气氮沉降量较高,2006—2011年大气湿/混合沉降总量在28.9 kg N·hm-2(2010年)—40.4 kg N·hm-2(2008年)之间,平均为32.8 kg N·hm-2;干沉降无机氮总量(2011年)为32.3 kg N·hm-2;干湿沉降无机氮总量(2011年)为58.6 kg N·hm-2.