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新沉积物溯源技术定量解析农业流域侵蚀驱动的泥沙氮磷输出来源与负荷

文章来源：农业清洁流域团队 作者：于寒青 发布时间: 2022-11-17 浏览量:

近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域创新团队，创新联合应用环境放射性核素（137Cs和210Pbex，FRNs）示踪和单体化合物稳定性同位素（CSSI）泥沙指纹技术，量化了我国北方典型集约化农业小流域侵蚀驱动下不同来源泥沙及其总氮、总磷的输出负荷，提出了流域水土保持和土地管理优化措施。相关研究成果在《国际水土保持研究（International Soil and Water Conservation Research）》杂志上发表。

集约化农业是地表水系统中沉积物以及相关氮和磷负荷增加的主要原因，弄清它们的贡献来源、途径和负荷是高强度农业流域面源污染防治的主要挑战。该研究利用FRN指纹特征和二元混合模型，定量解析了表层（坡面）和次表层（河岸堤）土壤对流域沉积物来源贡献，并通过CSSI指纹特征和贝叶斯同位素混合模型解析了坡面不同土地利用的沉积物来源。FRNs和CSSI指纹图谱的创新联合分析表明：玉米地为主要沉积物来源（45%），其次为河道河岸（38%），豆地、菜地和林地较�。直鸸毕�10%，6%和2%；利用流域出水口的137Cs剖面（0 ~ 60 cm）量化了泥沙沉积速率，定量解析了玉米地均为流域泥沙全氮和全磷的主要来源，河岸堤的贡献最少；河岸堤是重要的泥沙来源，但对导致水体富营养化的泥沙氮和磷输入贡献不大；施用化肥的农田是流域侵蚀和污染防治的主要热点。

FRNs和CSSI指纹示踪技术的结合应用为经济有效地定量识别沉积物来源以及在侵蚀驱动下其总氮和总磷的输出负荷提供了创新性的研究方法，该研究为快速评估优化土壤保持策略和土地管理实践、提高农业面源污染防控提供科学依据。

该研究得到了国际原子能机构（IAEA）合作研究项目、国际原子能机构亚太技术合作项目和中央公益性科研事业单位基础研究基金等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2022.10.006