亞熱帶中尺度近海流域河流氮輸出對氣候變化的回響

《亞熱帶中尺度近海流域河流氮輸出對氣候變化的回響》是依託廈門大學，由黃金良擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：亞熱帶中尺度近海流域河流氮輸出對氣候變化的回響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：黃金良
• 依託單位：廈門大學

項目摘要

近幾十年世界範圍的近海流域河流氮通量顯著增加，引發河流-近海系統富營養化並威脅區域水安全和生態系統服務的供給。氣候因素對河流氮營養鹽輸出的影響是客觀存在的，但其回響機制研究仍存大量的認知空白。本研究選取人類擾動劇烈、涉及區域飲用水安全、颱風等極端天氣頻發的亞熱帶中尺度近海流域-九龍江流域為代表性流域，以河流氮輸出對氣候變化的回響為主線，採用監測、經驗統計分析和流域動態模型模擬等方法，通過近50年流域氣象、水文和水質數據分析，以及近三年典型小流域不同氣象水文條件監測分析，探究河流氮輸出對氣溫和降水變化的回響，分析颱風暴雨極端天氣事件對河流氮輸出的影響，剖析氣候變化、土地利用變化對河流氮輸出的相對貢獻。通過研究，系統闡釋亞熱帶中尺度近海流域河流氮輸出對氣候變化的回響機制。研究成果可增進全球變化背景下對亞熱帶中尺度近海流域氣候變化的生態環境效應的認識，為流域管理和區域用水安全提供參考。

結題摘要

近幾十年世界範圍內在近海流域河流氮通量顯著增加，引發河流-近海系統營養鹽化並威脅區域水安全和生態系統服務在供給。氣候因素對河流氮營養鹽輸出在影響是客觀存在的，但其回響機制研究仍然存在大量在認知空白。本研究選取人類擾動劇烈、涉及區域飲用水安全、颱風等極端天氣頻發在亞熱帶中尺度近海流域—九龍江流域為代表性流域，以河流氮輸出對氣候變化的影響為主線，採用監測、統計分析和流域動態模型模擬等方法，探究河流氮輸出對氣溫和降水變化的回響，剖析氣候變化、土地利用變化對河流氮輸出的相對貢獻。基於流域近50年的氣象、水文、水質監測歷史分析，分析氮輸出對氣候變化的回響機制發現：在過去50多年裡九龍江流域NO3--N通量呈指數形式上升，這種變化模式與人類活動密切相關，而水文氣象變化是影響河流NO3--N通量年際變化和季節變化的主要因素；不同類型流域NO3--N和NH4+-N濃度對氣溫和降水變化的敏感性不同；相比降水（p小於0.05），氮濃度對溫度回響更強烈。基於典型小流域不同氣象水文條件的水質監測和流量模擬，識別典型小流域氮輸出在年際和季節的差異，發現豐水年的大部分類型流域的氮指標在濃度和輸出負荷的季差異明顯高於枯水年；農業流域和城市流域的氮濃度、輸出負荷及其季節和年際的變異性高於自然流域；相比徑流量，土地利用與氮年平均濃度和輸出負荷的正相關性更顯著；相比濃度，日徑流量與日輸出負荷的相關性更高，尤其在枯水年。通過構建九龍江流域INCA-N模型，估算主要N轉化過程的速率，發現土壤硝化作用是九龍江流域的主要氮源；氣候變化是影響流域氮輸出的主要因素，土地利用變化對西溪硝態氮輸出的影響次於氣候變化，大氣沉降對北溪硝態氮輸出的影響次於氣候變化。本研究闡釋了亞熱帶中尺度近海流域河流氮輸出對氣候變化的回響機制，研究成果可增進全球氣候變化背景下對亞熱中尺度近海流域氣候變化的生態環境效應的認識，為流域管理和區域用水安全提供參考。