河流中的氮主要由无机氮和有机氮组成。溶解无机氮DIN因其对水体富营养化的影响而受到重视，并作为氮素负荷控制的主要形态。然而，最近的研究表明溶解有机氮(DON)也可以刺激浮游植物生长，产生的叶绿素a比DIN多近10倍，已有研究低估了DON促进河流富营养化的作用。同时，在饮用水处理过程中，DON可与常用消毒剂氯反应生成大量致癌物质含氮消毒副产物(N-DBPs)。目前，大多数水环境管理和恢复措施主要针对DIN，导致DON浓度对饮用水安全的有害影响被忽略了。因此，了解河流中DON浓度和负荷的时间动态特征与迁移路径对控制水体富营养化和保护饮用水安全具有重要意义。
本研究基于团队在洱海典型子流域的长期水质水量监测数据，分析流域DON浓度与负荷时间变化趋势，并首次尝试量化地表径流和基流对流域内DON负荷的贡献。我们采用负荷估算模型（LOADEST）和非参数变化点分析（nCPA），全面研究了2011年至2016年地区凤羽河流域不同季节的DON负荷变化情况。结果显示，凤羽河流域DON负荷呈现出年际和季节性变化，雨季是DON流失的热点时期，占全年输出负荷的72.5%。同时，基流是DON输送的主要途径，平均占DON总负荷的74.4%，在旱季达到DON总负荷的83.9%。此外，河流DON浓度流量突变阈值为2.03 m3/s至2.15 m3/s。当流量低于2.15 m3/s时，DON的浓度迅速增加，对饮水安全构成极大威胁。该研究将为流域DON控制和饮用水源地保护提供科学依据。
图1 基于LOADEST模型的2011-2016年凤羽河流域日DON负荷；A表示径流和基流的日负荷；B和C分别表示不同月份径流和基流的平均日负荷
研究成果以“Hydrological transport pathways of dissolved organic nitrogen and their seasonal changes in an agricultural watershed”为题发表在《Journal of Hydrology》，第一作者为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所博士生徐启渝，通讯作者为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所杜新忠研究员和翟丽梅研究员。本研究得到了国家自然科学基金项目（42107076; U20A20114）和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（1610132022008）等资助。
【引文方式及原文链接】
Xu, Q., Zhai, L., Liu, X., Du, X. and Liu, H., 2023. Hydrological transport pathways of dissolved organic nitrogen and their seasonal changes in an agricultural watershed. Journal of Hydrology, 617, 129054.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169422016249
