在间歇性温带流域的水文破碎化过程中，营养物质和有机物质浓度的空间变化

《Aquatic Sciences》：Spatial variability in nutrient and organic matter concentrations during hydrological fragmentation of an intermittent temperate catchment

分析Naizin集水区2023年四季38个站点水文破碎对溶解养分及有机物空间异质性影响，发现破碎期空间异质性增加，纵向梯度消失，孤 pools 中DOC和SRP浓度升高，DIN降低，主因底泥释放及反硝化，预计气候变化下更普遍。

　　

摘要

间歇性和短暂性溪流是指在一年中的某些时段停止流动和/或干涸的水道。它们的季节性干涸有时会先经历一个溪流破碎阶段，形成孤立的水池，这些水池的生物地球化学特性与常年流水段有所不同。我们的研究目的是分析水文破碎如何改变一个受温带海洋气候影响且农业活动频繁的源头溪流中溶解营养物质和有机物质浓度的空间变异性，该溪流的营养物质负荷量较高。2023年春夏秋三季，我们在Naizin流域（面积7平方公里）的溪流网络中，以高空间分辨率（150–200米）进行了多次同步采样调查。我们在四个采样阶段（溪流退水期、早期和晚期破碎期以及重新连通期）对38个采样点进行了采样，分析了溶解有机碳（DOC）的浓度及其荧光特性、溶解无机氮（DIN）和可溶性活性磷（SRP）的浓度。研究结果表明，随着水文破碎现象的发生，浓度的空间变异性增加，沿溪流的均匀纵向梯度消失了。在孤立的水池中，DOC和SRP的浓度高于流动段，而DIN的浓度则较低。DIN和DOC的化学组成也随着溪流破碎而发生变化，DIN中的亚硝酸盐和铵离子比例增加，DOC中的类腐殖质有机物质含量增加。这些结果表明，孤立水池中的主要控制过程包括溪床中SRP和DOC的迁移，以及在缺氧条件下的反硝化作用。我们预计，由于气候变化导致间歇性溪流变得更加频繁，未来这种营养物质和DOC浓度的时空分布模式将会更加普遍。