研究背景
研究目的
研究方法
研究结果
Fig1 太湖不同区域不同年份总氮(TN)、溶解总氮(DTN)和硝酸盐的浓度;柱状图表示的是2007年至2022年不同区域的平均值
湖泊所有区域的TN、DTN浓度均显著下降,但下降趋势因湖泊位置而异;其中太湖DTN浓度下降趋势显著。平均DTN浓度由2.44 mgL−1降低到0.83 mgL−1,降幅为66%。ZSB区的下降率最高,为0.22 mgL−1yr−1
Fig2 2007 - 2022年太湖溶解有机碳(DOC)变化
2007 - 2022年太湖溶解有机碳呈现下降趋势,年平均溶解有机碳浓度(DOC)从2007年的7.69 mgL−1下降到2022年的2.93 mgL−1,从空间上看,ZSB和MLB的DOC浓度高于其他区域;
Fig3 2007 - 2022年太湖水温(WT)变化
2008年以来,太湖冬、春季水温均升高了近2℃。
Fig4 2007 - 2022年太湖反硝化速率(DNR)的时空变化
DNR的年下降也因湖泊区域而异。
Fig5 2007 - 2022年太湖反硝化除氮量(ANR)时空变化
ANR呈现明显的下降趋势。在春季最高,冬季最低与DNR一致。在整个研究期间,ANR占年总量的比例在冬季从14%上升到23%,在春季从44%下降到38%,在夏季和秋季没有显著变化。从空间上看,CL和SWB区由于各自面积大,分别去除了整个湖泊总量的28%和23%。ZSB对整个湖泊ANR的去除率为13% ~ 26%,而对湖泊面积的去除率仅为8.2%。在春季和夏季,ZSB区和MLB区ANR分别占全湖的26%和23%。
Fig6 太湖2007年至2022年的N预算。橙色、绿色、蓝色和紫色分别代表ANR、资源提取、流出负荷和湖泊保留
反硝化ANR占外负荷的比例在研究年限内呈下降趋势,2007年到2020年从23.3%下降到4.0%,表明研究期间N的去除效率有所下降。
以上六图结论:根据模型,WT、硝酸盐和DOC浓度的变化共同影响DNR和ANR的降低。预计变暖将促进湖泊和流域通过反硝化作用去除氮。由于流域DNR的增加,在变暖的情况下,下游的N负荷输出减少。2008年以来太湖水温的升高,有利于冬季和早春氮的去除,有利于夏季潜在缺氮。因此,建议春夏两季实施比冬季更严格的N管理,以限制湖中夏季浮游植物的有效N。
Fig7 基于内氮去除效率的不同氮输入浓度下太湖氮素分布格局(a) 2007;(b) 2022;(c)TN分布的理想情景
2007年以后,太湖水质呈现明显改善
Fig8 不同湖泊和水库反硝化速率(DNR)与硝酸盐浓度的关系
DNR与硝酸盐浓度呈线性相关
总结
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