河岸缓冲区氮传输及移除机制研究进展

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2022.065

地球科学进展 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (10): 1037 -1048. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2022.065

河岸缓冲区氮传输及移除机制研究进展

陈雨晴 ¹ ^, ²(

), 席海洋 ¹(

), 程文举 ¹ ^, ², 赵欣悦 ¹ ^, ²

^1.中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院内陆河流域生态水文重点实验室，甘肃兰州 730000
^2.中国科学院大学，北京 100049

收稿日期:2022-04-26 修回日期:2022-08-01 出版日期:2022-10-10
通讯作者: 席海洋 E-mail:chenyuqing@nieer.ac.cn;xihy@lzb.ac.cn
基金资助:
中国科学院“西部之光——西部交叉团队”重点实验室专项“内陆河流域水文生态过程研究团队”(xbzg-zdsys-202103);内蒙古自治区科技重大专项项目“巴丹吉林沙漠脆弱环境安全状况及其风险评估”(zdzx2018057)

Research Progress on the Mechanisms of Nitrogen Transfer and Removal in Riparian Buffer Zones

Yuqing CHEN ¹ ^, ²( ), Haiyang XI ¹( ), Wenju CHENG ¹ ^, ², Xinyue ZHAO ¹ ^, ²

^1.Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Key Laboratory of Ecohydrology of Inland River Basin, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China
^2.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2022-04-26 Revised:2022-08-01 Online:2022-10-10 Published:2022-10-18
Contact: Haiyang XI E-mail:chenyuqing@nieer.ac.cn;xihy@lzb.ac.cn
About author:CHEN Yuqing (1997-), female, Zibo County, Shandong Province, Master student. Research areas include hydrological and water resources in arid areas. E-mail: chenyuqing@nieer.ac.cn
Supported by:
the “Western Light”—Key Laboratory Cooperative Research Cross-Team Project of Chinese Academy of Sciences “Research team of hydroecological processes in inland river basins”(xbzg-zdsys-202103);The Major Science and Technology Project in Inner Mongolia Autonomous Region of China “The fragile environmental security situation and its risk assessment of the Badain Jaran Desert”(zdzx2018057)

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作为连接陆域和水域的过渡带，河岸缓冲区在防治水体氮污染方面发挥着重要的生态价值。基于国内外研究成果，重点围绕河岸缓冲区氮迁移路径、移除方式及其比例以及河岸缓冲区不同因素的影响机制等核心问题进行了归纳总结。结果发现： $①$ 河岸缓冲区氮迁移过程包括地表径流、下渗以及河水—地下水相互传输4条路径，氮在河岸缓冲区运移过程中可以通过化学或物理机制消耗转化，消耗率可达到90%以上，河岸缓冲区对于防止水体污染发挥着重要作用； $②$ 反硝化作用和植物吸收对氮移除的贡献率分别为5.0%~82.0%和0.6%~59.4%，厌氧氨氧化过程是河岸缓冲区氮移除的重要途径； $③$ 通过适当增加河岸缓冲区宽度以及改善植被状况可以提高河岸缓冲区氮移除效率。河岸缓冲区氮移除研究框架已基本构建，但未来仍需从方法和多因素耦合关系等方面进一步深入分析和探究。

关键词: 河岸缓冲区, 氮, 反硝化, 植物吸收, 影响因素

As transitional zones between terrestrial and aquatic environments, riparian buffer zones play an important ecological role in preventing and regulating nitrogen (N) pollution in water bodies. Based on domestic and international research results, core issues, such as the N migration path, N removal method, proportion of the riverbank buffer zone, and the influence mechanisms of various factors in the riverbank buffer zone, were summarized. The results were as follows: $①$ the N migration process of the riparian buffer zone involved four pathways, including surface water runoff, downpour, and river-groundwater mutual transport. N could be consumed and converted by chemical or physical mechanisms during its transport in the riparian buffer zone, and the consumption rate exceeded 90%. The riparian buffer zone played an important role in preventing water pollution. $②$ The contribution rates of denitrification and plant uptake to N removal were 5.0%~82.0% and 0.6%~59.4%, respectively. The anaerobic ammonia oxidation process was an important method for removing N from the riverbank buffer zone. $③$ The efficiency of N removal from riverbank buffer zones could be improved by increasing the width of the riverbank buffer zone and improving the vegetation cover. A research framework for the N removal from the riverbank buffer zone has been established; however, further in-depth analysis and exploration studies based on methods and multi-factor coupling relationships are still required in the future.

Key words: Riparian buffer zone, Nitrogen, Denitrification, Plant uptake, Influencing factors

中图分类号:

P343

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