亚热带典型农林流域河流氮磷比时空变化及影响因素

作     者：廖李仁 孟岑 李裕元 余少波 宫殿林 张苗苗 吴金水 LIAO Liren;MENG Cen;LI Yuyuan;YU Shaobo;GONG Dianlin;ZHANG Miaomiao;WU Jinshui

作者机构：中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2025年第45卷第4期

页      面：219-230页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家自然科学基金区域创新发展联合基金(No.U23A2015) 湖南省自然科学基金青年基金项目(No.2023JJ40648) 

主　　题：河流N∶P 流域 流域特征 PLS-SEM 影响因子 

摘      要：氮磷化学计量比(N∶P)是表征流域水体营养状态的重要指标,明确其时空变化模式及影响因素对流域水质管理和富营养化防治至关重要.本研究以洞庭湖上游典型农林流域为研究对象,通过时间序列分析解析河流N∶P的时空动态变化规律,并通过偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)探究流域特征因素与河流N∶P之间的关系.结果表明,2012—2022年研究区河流TN和TP平均浓度分别为2.89 mg·L^(-1)和0.21 mg·L^(-1),显著高于国际富营养化阈值,流域面临较大的磷污染风险.河流总氮磷比(TN∶TP)和溶解氮磷比(DIN∶SRP)均值分别为20.15和39.30,显著高于经典Redfield比,水生生态系统处于磷限制状态.时间序列分析显示,监测期内N∶P表现出先降低后升高的长期变化趋势,且呈现夏低冬高的季节变化趋势.PLS-SEM结果表明,景观配置(最大斑块指数LPI、蔓延度CONTAG和邻近指数PROX_AM)和景观组成(农田比例C%、居民地比例D%、茶园比例T%)对N∶P有显著正向影响,而土壤(有机碳含量SOC、粉粒含量SILT)和水文条件(径流系数a)则呈负向影响,其中景观配置对N∶P的影响最为显著.研究成果可为洞庭湖及其上游流域的水质管理提供科学依据.