牛香豫，唐國平，顧 慧，陳 桃，陳曉樺

(中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣州 510275)

碳、氮作為地球物質(zhì)循環(huán)的重要元素，對維持全球生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定起著十分重要的作用。在水生生態(tài)系統(tǒng)中，溶解有機物是維持自然界碳氮平衡的重要組成部分。在流域生態(tài)系統(tǒng)中，溶解有機物如溶解有機碳(dissolved organic carbon, DOC)、溶解有機氮(dissolved organic nitrogen, DON)等營養(yǎng)鹽的來源包括自然和人為輸入源。自然輸入源涉及因土壤淋溶、地形坡度、降水、流量等變化引起的營養(yǎng)鹽流失；人為輸入源包括因土地利用變化、農(nóng)業(yè)等人類活動造成的營養(yǎng)鹽流失。在不同環(huán)境條件下發(fā)育的河流，其碳氮營養(yǎng)鹽的來源及濃度變化也具有很強的時空差異性。此外，資源利用和管理政策變化對河流中的碳氮營養(yǎng)鹽濃度產(chǎn)生影響。水體水質(zhì)的變化改變水生生物原有的生境。鑒于水生生物對生境變化的響應(yīng)與碳氮營養(yǎng)鹽濃度變化呈現(xiàn)非同步性，水體碳氮營養(yǎng)物濃度變化對水生生物的生命活動也產(chǎn)生一定影響。

目前，針對流溪河水庫流域的研究多集中于水生生物群落時空動態(tài)變化和水庫庫區(qū)底泥沉積物。溫展明等對流溪河水庫流域敞水區(qū)定期采樣，通過數(shù)理統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，枯水期因環(huán)境要素尤其是水文和水質(zhì)要素的波動變化使得輪蟲群落變異較大；王艷杰等對流溪河水庫的沉積環(huán)境展開研究發(fā)現(xiàn)，庫區(qū)不同采樣點分布的沉積物粒徑大小及沉積速率具有空間異質(zhì)性。然而，從流域尺度上探討流域溪流碳氮營養(yǎng)鹽濃度的變化及其影響因素的研究較少。流溪河水庫流域不僅是典型的亞熱帶山地流域，也是廣州市重要的水源地，研究其水質(zhì)變化對揭示亞熱帶生物地球化學(xué)循環(huán)規(guī)律和保障城市用水安全具有重要的意義。

本文選取流溪河水庫流域作為研究區(qū)，通過野外采樣和實驗室分析，結(jié)合地形、土地覆被與利用以及人類社會活動數(shù)據(jù)，分析流溪河水庫流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度的時空變化特征及其影響因素，為把握流溪河水庫流域水質(zhì)變化和了解亞熱帶地區(qū)生物地球化學(xué)循環(huán)特征及影響因素提供科學(xué)信息。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

流溪河水庫流域(113°44′—114°04′E，23°40′—23°60′N)位于廣東省廣州市從化區(qū)東北部，流域面積約539 km，海拔106～1 182 m。流溪河發(fā)源于從化區(qū)呂田鎮(zhèn)桂峰山，流經(jīng)廣州市的從化區(qū)、花都區(qū)和白云區(qū)，最終在南崗口與白泥河匯流注入珠江。流溪河水庫流域地形呈現(xiàn)東北高、西南低，氣候?qū)儆谀蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均降水量1 823.6 mm，降水時空分布不均，豐水期為4—9月，其降水量占全年降水量的81.3%；空間上，降雨分布呈現(xiàn)西南多、東北少。流域植被屬南亞熱帶常綠闊葉林，群落物種豐富，森林覆蓋度達80%以上。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

研究所用水質(zhì)數(shù)據(jù)來自于2019年9月至2020年1月對流溪河水庫流域5個采樣點的水樣試驗分析結(jié)果。采樣期內(nèi)，野外采樣基本保持1周1次，試驗分析指標(biāo)包括水樣的DOC濃度、硝酸根離子(NO)和銨根離子(NH)濃度。5個采樣點使用河流或者附近村落命名，分別為呂田河、黃水溪、哪吒嶺、安山河和東星河，其中呂田河、黃水溪、哪吒嶺3個子流域位于流溪河水庫流域上游，安山河位于流溪河水庫流域中游，東星河位于流溪河水庫流域下游。試驗分析前，先用0.45 μm濾膜對采集的水樣進行過濾，后使用純水洗凈且烘干的聚乙烯瓶承裝，放入保溫箱中低溫保存，用于水樣理化分析。水樣NH、NO離子的濃度通過離子色譜儀測定，水樣DOC的濃度通過元素分析儀測得。本研究所用的其他數(shù)據(jù)包括土地利用/覆被、地形、水系、氣象和土壤數(shù)據(jù)。土地利用/覆被數(shù)據(jù)來自于國家基礎(chǔ)地理信息中心全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)網(wǎng)站(http://www.globeland30.org/，DOI：10.11769)，年份為2020年，分辨率為30 m。根據(jù)土地覆被類型及研究區(qū)的實際情況，將流域內(nèi)土地覆被分為建成區(qū)、森林、水體、灌木地、耕地和草地。

地形數(shù)據(jù)來源于ASTER全球數(shù)字地形高程數(shù)據(jù)庫(https://lpdaac.usgs.gov)，分辨率為30 m。根據(jù)《中華人民共和國土地管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》第三次全國國土調(diào)查技術(shù)規(guī)程，將研究流域的坡度劃分為5個等級，分別為≤2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°和>25°。基于DEM高程數(shù)據(jù)和流域出口水文站位置，運用ArcGIS的水文分析工具獲取各采樣點的子流域和河網(wǎng)數(shù)據(jù)。氣象數(shù)據(jù)從國家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心獲得(http://data.cma.cn)，根據(jù)采樣點的地理位置最終選取從佛岡站點獲取氣象數(shù)據(jù)，所獲取的降雨量時段為2019年9月1日至2020年1月31日。相關(guān)性分析中用到的氣象數(shù)據(jù)為采樣日尺度氣象數(shù)據(jù)，指標(biāo)有平均溫度、日照時間、平均相對濕度和極大風(fēng)速。土壤數(shù)據(jù)來自聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)、維也納國際應(yīng)用系統(tǒng)研究所(IIASA)、世界土壤信息(ISRIC)、中國科學(xué)院南京土壤研究所(ISSCAS)和歐盟委員會聯(lián)合研究中心(JRC)合作的世界土壤數(shù)據(jù)庫(Harmonized World Soil Database version 1.2, HWSD)(http://webarchive.iiasa.ac.at/)。

1.3 研究方法

基于所獲得的氣象、地形、土地利用、土壤、水質(zhì)等數(shù)據(jù)，采用相關(guān)和彈性網(wǎng)絡(luò)(Elastic Net)回歸分析法探討研究區(qū)溪流碳氮營養(yǎng)物濃度變化與各環(huán)境變量之間的關(guān)聯(lián)。

1.3.1 相關(guān)性分析 Spearman相關(guān)系數(shù)計算公式為：

(1)

式中：為相關(guān)系數(shù)，表明自變量()與因變量()變化的方向。若>0，說明因變量隨自變量增加而趨向于增加；若<0，說明因變量隨自變量增加而趨向于減少；若=0，則說明自變量增加時因變量無任何趨向性。

1.3.2 彈性網(wǎng)絡(luò)回歸分析 彈性網(wǎng)絡(luò)(Elastic Net)是一種在最小二乘法基礎(chǔ)上結(jié)合L1正則化(Lasso回歸)和L2正則化(嶺回歸)，通過不斷迭代選擇最佳收縮參數(shù)得到少量參數(shù)的稀疏模型，其最終目的是最小化損失函數(shù)。彈性網(wǎng)絡(luò)的損失函數(shù)計算為：

(2)

相關(guān)性分析及Elastic Net回歸分析均通過R統(tǒng)計語言完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 DOC濃度變化的時空特征

從時間上看，采樣期為流溪河水庫流域的枯水期，該時段內(nèi)溪流中DOC的濃度絕大多數(shù)情況下變化比較平穩(wěn)，個別月份DOC濃度變化較大(圖1a)。DOC濃度值變化為3.75～17.95 mg/L，且2019年9—12月DOC濃度波動范圍較小，但2020年1月DOC濃度增加顯著，其值明顯高于2019年9—12月間的其他值。呂田河、安山河、黃水溪時間變化趨勢相似，東星河DOC濃度的變化趨勢滯后于呂田河、安山河、黃水溪3個采樣點水體DOC的濃度，哪吒嶺DOC濃度變化趨勢較平緩。

空間上，通過Kruskal-Wallis檢驗發(fā)現(xiàn)，流域不同溪流的DOC濃度存在極顯著差異(<0.001)(圖1b)。從DOC平均濃度來看，呂田河最大，為7.08 mg/L；東星河次之，為6.31 mg/L；安山河平均濃度略低于東星河，為6.09 mg/L；黃水溪、哪吒嶺濃度較低，分別為4.98，4.33 mg/L。從DOC波動幅度來看，呂田河和安山河波動幅度較大，其次是東星河，黃水溪、哪吒嶺波動幅度較小。

圖1 DOC濃度變化及其時空差異

2.2 NO3-濃度變化的時空特征

研究期間流溪河水庫流域水體NO濃度變化為0.62～6.02 mg/L，變幅較大，但變化趨勢較平穩(wěn)(圖2a)。2019年9月末至11月中旬，河流NO濃度值分布較集中，多為2～4 mg/L。2019年11月末至2020年1月初，NO濃度變幅增大且數(shù)值分布較分散，12月中旬各采樣點NO濃度差異最大(圖2a)。

從空間上看，基于Kruskal-Wallis檢驗發(fā)現(xiàn)，不同溪流NO濃度也存在極顯著差異(<0.001)(圖2b)。呂田河NO濃度值較高，采樣期間濃度多在5 mg/L上下浮動；東星河濃度稍低于呂田河，其值多為4.0～4.5 mg/L；哪吒嶺濃度在2 mg/L左右變化，變化幅度大于其他采樣點，最大值達到5.73 mg/L(圖2b)。

圖2 NO3-濃度時間變化及其時空差異

同上述3條溪流比較，安山河與黃水溪數(shù)值變化幅度較小。其中，安山河NO濃度略高于黃水溪。黃水溪數(shù)據(jù)分布集中，說明采樣期間黃水溪NO濃度較穩(wěn)定，濃度值約1.5 mg/L。

2.3 NH4+濃度變化的時空特征

采樣期內(nèi)，從變化趨勢看，除哪吒嶺小溪流外，流溪河水庫流域大多數(shù)溪流的NH濃度較低，且總體變化較穩(wěn)定(圖3a)，采樣點NH濃度為0.02～0.05 mg/L。

采樣期間流溪河水庫流域不同溪流NH的濃度也存在差異(圖3b)，總體分布格局呈現(xiàn)流域上游高，中下游偏低。哪吒嶺NH濃度在各采樣點中最高，變化幅度最大。黃水溪和呂田河NH濃度相近，低于哪吒嶺，略高于安山河和東星河。除哪吒嶺外，其他采樣點所采得的水樣中NH濃度數(shù)值分布較集中，多為0.02～0.05 mg/L，且濃度變化幅度小。相比較，哪吒嶺采樣點小溪流的NH濃度在采樣期內(nèi)變化比較大(圖3)。

圖3 NH4+濃度時間變化及其時空差異

2.4 碳氮營養(yǎng)鹽濃度與環(huán)境因子的關(guān)系

有研究表明，降水量直接或間接對河流碳氮營養(yǎng)鹽濃度產(chǎn)生顯著影響。從采樣期間流溪河水庫流域降水量(圖4)來看，2019年9月末至2020年1月初共發(fā)生5次降水事件，采樣日期雖無降水，但從距降水事件發(fā)生的時間遠(yuǎn)近來看，越鄰近降水事件，流域內(nèi)碳氮營養(yǎng)鹽濃度受到的影響越顯著。受2020年1月3日降水事件影響，2020年1月4日DOC濃度顯著升高，NO和NH濃度總體下降。其余采樣日期受降水事件影響較小，流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度總體處于動態(tài)平衡之中。

圖4 采樣期間流溪河水庫流域降水量分布

圖5a為采樣期間DOC、NO、NH濃度變化與氣象條件的相關(guān)性分析結(jié)果。DOC濃度與平均相對濕度呈顯著正相關(guān)性(<0.05)，相關(guān)系數(shù)為0.27；NH與平均溫度呈顯著負(fù)相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)為-0.56；較DOC和NH，NO對氣象條件敏感度低。此外，研究發(fā)現(xiàn)，NH和NO具有極顯著的相關(guān)性(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為0.72，這表明NH濃度變化趨勢與NO濃度變化趨勢具有高度的一致性。

由圖5b可知，各子流域溪流的碳氮營養(yǎng)鹽濃度與坡度具有顯著的相關(guān)性(<0.05)。其中，DOC濃度與1～3級緩坡呈顯著的負(fù)相關(guān)性(<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.40，-0.28，-0.27；NO濃度與1，2級坡呈顯著負(fù)相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.32和-0.50。但NH離子濃度與坡度的相關(guān)性隨坡度等級變化而變化(圖5b)。NH濃度與5級坡呈現(xiàn)強負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為-0.8；而與3，4級坡呈現(xiàn)強正相關(guān)性(<0.001)，相關(guān)系數(shù)分別為0.80和0.81。

圖5 碳氮營養(yǎng)鹽與環(huán)境因子相關(guān)性分析

土地利用類型對流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度變化也產(chǎn)生一定影響(圖5c)。溪流DOC濃度與森林、建成區(qū)的面積呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.001)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.35和-0.55。相反，溪流NO濃度與森林和建成區(qū)呈顯著的弱正相關(guān)關(guān)系(<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為0.33和0.28；此外，NO還受到耕地的極顯著影響(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為0.35。NH濃度與建成區(qū)、森林則呈極顯著正相關(guān)(<0.001)，相關(guān)系數(shù)均為0.79；而與草地和灌木呈顯著負(fù)相關(guān)(<0.05)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.48和-0.59。

此外，流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度還受到土壤類型的影響。相關(guān)性分析結(jié)果(圖5d)表明，DOC濃度與鐵質(zhì)低活性強酸土呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為0.43；而與人為堆積土呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.05)，相關(guān)系數(shù)為-0.28。相反，NO濃度與鐵質(zhì)低活性強酸土呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為-0.56，而與其他土壤類型均呈正相關(guān)關(guān)系(<0.01)，其中NO與簡育低活性強酸土的相關(guān)系數(shù)為0.77。相比較，溪流NH濃度與鐵質(zhì)低活性強酸土呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)性(<0.001)，而與人為堆積土呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性(<0.001)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.79和0.81。

3 討 論

3.1 影響DOC濃度變化的因素

采樣期間流溪河水庫流域中DOC濃度變化較穩(wěn)定，變化幅度不大。2020年1月4日DOC濃度明顯高于2019年9—12月。根據(jù)氣象資料發(fā)現(xiàn)，2020年1月3日流域出現(xiàn)降雨事件，降水量為0.1 mm，降水事件導(dǎo)致有機物質(zhì)的淋洗作用增強，增加了溪流中DOC濃度。而采樣期間其他降水事件因距相鄰的采樣日期較久，降水帶來的影響被極小化，因此其他采樣日期溪流中DOC濃度變化不大，所以2020年1月4日所觀測到的DOC濃度明顯高于其他日期。進一步的彈性網(wǎng)絡(luò)分析佐證了各個環(huán)境要素對DOC濃度變化的綜合影響大小(表1)。本研究發(fā)現(xiàn)，溪流DOC濃度除受相對濕度影響外，還受到流域平均溫度、日照時間和風(fēng)速的影響。氣象條件中極大風(fēng)速對DOC濃度負(fù)面影響較大，日照時間和平均相對濕度對DOC濃度產(chǎn)生一定的正面影響，而平均溫度對其產(chǎn)生的正面影響較小。流溪河水庫流域的水源補給主要來自于降水，而采樣期屬于枯水期，流量對流域水化學(xué)性質(zhì)影響十分有限，因此DOC濃度變化總體較穩(wěn)定。極大風(fēng)速促進水體表層與底層垂直對流，增強水體的自凈能力，促進流域水體流動及蒸發(fā)，因此有助于緩解水體中營養(yǎng)物的富集；日照時間影響流域尺度生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，適宜的環(huán)境溫度能夠促進植物的光合作用和微生物的分解作用，使DOC濃度變化與日照時間呈正相關(guān)關(guān)系。此外，陸地上的水體在風(fēng)力作用下蒸發(fā)進入到大氣中，一定程度上增加空氣的相對濕度。近地面大氣的相對濕度影響大氣沉降過程，濕沉降能夠通過水循環(huán)將地—氣—水界面的碳氮營養(yǎng)鹽聯(lián)系起來，沉降至地表后通過徑流進入到流域內(nèi)，進而影響流域內(nèi)的碳氮營養(yǎng)鹽濃度，所以相對濕度對DOC濃度產(chǎn)生一定正面影響。

從DOC濃度的空間分布來看，彈性網(wǎng)絡(luò)分析進一步佐證了DOC濃度主要受到建成區(qū)、森林及坡度的影響，其中建成區(qū)的影響最大(表1)。從水庫流域上游至下游，建成區(qū)面積占比逐漸降低，森林占比逐漸增加(表2)。有研究表明，流域中的溶解有機物受到土地利用的影響。哪吒嶺、黃水溪、呂田河位于流域上游，周邊建成區(qū)分布面積較廣，安山河位于水庫中游，建成區(qū)占比有所下降，而下游東星河則多分布森林，采樣期間DOC濃度保持相對穩(wěn)定，因此呈現(xiàn)出建成區(qū)占比與DOC濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。森林所占比重的增加一定程度上為水庫流域DOC提供物質(zhì)來源，說明流域DOC物質(zhì)來源與人類活動及陸地生態(tài)系統(tǒng)中的生物地球化學(xué)循環(huán)有關(guān)。土壤中的有機質(zhì)是河流中溶解有機質(zhì)的重要來源，坡度的陡緩影響土壤被侵蝕狀況，坡度越緩越有利于土壤中有機質(zhì)的保持，從而降低河流中DOC的濃度。

表1 DOC濃度Elastic Net回歸分析結(jié)果

表2 流溪河水庫流域土地利用面積占比情況 單位：%

3.2 NO3-濃度變化的影響因素

采樣期間流溪河水庫流域NO濃度變化總體較平穩(wěn)，2019年9—11月變幅較穩(wěn)定，2019年12月至2020年1月變幅增大。彈性網(wǎng)絡(luò)分析進一步探究影響NO的顯著環(huán)境變量，綜合來看，盡管溪流NO的濃度受平均溫度、日照時間、平均相對濕度和極大風(fēng)速等氣象要素影響(表3)，但影響較小。平均溫度、平均相對濕度和極大風(fēng)速對NO濃度產(chǎn)生負(fù)面影響，而日照時間對NO濃度產(chǎn)生正面影響。這主要是因為光照促進微生物的硝化作用，從而能夠為NO離子提供物質(zhì)來源。溫度越高，飽和水汽壓差越大，越有利于水分蒸發(fā)，促進水循環(huán)，并加快水體的更新，以維持水體中營養(yǎng)物濃度的穩(wěn)定。此外，有研究表明，DOC濃度與NO受到流域濕度的影響，且DOC與NO也可能存在相反的變化趨勢，DOC濃度的增加可能通過增強土壤或沉積物中的反硝化作用亦或是氮固定，從而抑制NO濃度的增加。這與2020年1月4日觀測到的DOC與NO濃度變化較為相符。

表3 NO3-濃度Elastic Net回歸分析結(jié)果

受坡度、土地利用及土壤的顯著影響(<0.05)，流域溪流NO的濃度也表現(xiàn)出明顯的空間異質(zhì)性。從上游到下游，各采樣點子流域3級以上坡度占比逐漸增加(表4)，子流域平均地勢呈現(xiàn)變高的趨勢。上中游多分布人為堆積土，下游則以自然土壤類型為主(表5)。根據(jù)彈性網(wǎng)絡(luò)回歸分析結(jié)果，NO濃度與3級坡度、4級坡度、森林占比和簡育低活性強酸土呈正相關(guān)關(guān)系，這與相關(guān)性分析結(jié)果基本一致，其中簡育低活性強酸土的影響權(quán)重最大。有研究表明，坡度的增加一定程度上增強流水對土壤的侵蝕作用，從而增加流域溶解性陸源NO向河流的輸入。此外，河道旁的森林面積占比對流域營養(yǎng)物濃度產(chǎn)生影響。從上游至下游森林面積占比增加，高坡度占比也逐漸增加，各采樣點土壤粒徑呈現(xiàn)由粗變細(xì)的趨勢，生態(tài)系統(tǒng)中的林下凋落物為土壤提供有機質(zhì)來源，使得土壤中的有機質(zhì)更易被淋溶損失。從各采樣點子流域來看，呂田河和東星河陡坡面積占比較高，且流域內(nèi)分布有一定比例的簡育低活性強酸土，土壤粒徑較細(xì)(表6)，具有良好的膠結(jié)能力及肥力，因此其溪流中含有較多NO離子，這也與呂田河、東星河NO離子濃度較高的研究結(jié)果相一致。此外，根據(jù)相關(guān)性分析(圖5)，NH與NO離子具有極顯著正相關(guān)性(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為0.72，這表明NH濃度變化趨勢與NO濃度變化趨勢具有高度的一致性，其原因主要是土壤微生物的硝化作用。土壤中的硝化細(xì)菌在有氧條件下將NH轉(zhuǎn)化為NO，再經(jīng)地表徑流輸送至河道中。這也與2020年1月4日觀測到的NO、NH濃度變化較為相符。

表4 流溪河水庫流域坡度占比情況

表5 流溪河水庫流域土壤類型占比情況 單位：%

表6 流域內(nèi)土壤類型屬性

3.3 NH4+濃度變化的影響因素

采樣期間NH濃度總體較穩(wěn)定，但不同溪流之間NH濃度存在明顯差異。彈性網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果進一步證明NH濃度受到人為堆積土的正面影響(表7)。此外，分析結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，平均相對濕度對其產(chǎn)生負(fù)面影響，這也與平均相對濕度可能影響流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度的研究結(jié)論相一致。根據(jù)相關(guān)性分析(圖5)，NH與NO離子具有極顯著正相關(guān)性(<0.001)，相關(guān)系數(shù)為0.72，這表明NH濃度變化趨勢與NO濃度變化趨勢具有高度的一致性。溪流中氮受到工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動的強烈影響，NH主要來自于農(nóng)業(yè)活動，水庫流域上游地區(qū)人類活動頻繁，上游耕地面積廣，土壤類型為人為堆積土(表5)，肥力較高，溪流通過地表徑流、地下徑流將土壤中的銨態(tài)氮輸送至河道中。此外，尤其是源水地區(qū)碳氮營養(yǎng)物濃度極易受河岸環(huán)境因素影響。哪吒嶺位于上游，由于長期的礦產(chǎn)資源開發(fā)，作為浸礦劑的銨鹽大量進入到附近水體，導(dǎo)致其NH含量遠(yuǎn)高于其他溪流，且變幅較大。

表7 NH4+濃度Elastic Net回歸分析結(jié)果

4 結(jié) 論

(1)枯水期間，流溪河水庫流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度總體較穩(wěn)定，河水碳氮營養(yǎng)鹽濃度在流域內(nèi)部不同溪流之間存在顯著的空間差異。

(2)氣象條件變化影響流域碳氮營養(yǎng)鹽的濃度，其中平均相對濕度可通過影響大氣濕沉降過程，將大氣中的碳氮營養(yǎng)鹽輸入到地表徑流，從而對流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度產(chǎn)生顯著影響。同DOC相比，NH和NO對氣象條件敏感度較低。

(3)地貌特征如坡度、土壤類型等顯著影響流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度。3級以上坡度土壤的淋洗和侵蝕過程較強，有助于增加陸源碳氮營養(yǎng)物經(jīng)由徑流進入溪流，對流域內(nèi)碳氮營養(yǎng)鹽濃度上升起到正面影響；相反，緩坡則對碳氮營養(yǎng)鹽濃度升高起到抑制作用。NO受簡育低活性強酸土正面影響顯著。

(4)流域碳氮營養(yǎng)鹽濃度受到土地利用如建成區(qū)、農(nóng)業(yè)活動等人類活動的顯著影響，建成區(qū)面積增加降低森林有機凋落物，與DOC濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；相反，森林覆蓋度擴大增加土壤有機物分解和硝化作用過程，對溪流DOC及NO濃度產(chǎn)生正面影響。