第九届青年地学论坛

氮污染是地下水及地表水的重要环境问题之一。含水层中的氮污染物随地下水流迁移最终以基流形式排泄至地表水体,进一步加重地表水体污染。潜流带是河流生态系统中的重要组成部分,其独特的物化性质和生物特性使得潜流带内生物地球化学反应异常活跃,该特征使得潜流带具有明显的消减氮污染物的能力。沉积物中同时栖息着种类繁多的底栖动物,其生物扰动会对此区域产生强烈作用｡依据底栖动物生活习性及对沉积物颗粒的迁移特点,可分为不同的扰动功能群｡不同底栖动物可能营造不一样的好氧/缺氧微生境,但相关研究较为薄弱,底栖动物影响氮去除的机制尚不明确｡
本研究结合野外观测现象，通过室内水槽实验明确了生物扰动下的地表-地下水作用的动力学过程，通过构建地表-地下水作用的全耦合模型，探究了底栖生物洞穴的存在增大了地表水与地下水的交换。模型结果进一步表明，沉积物再加工和穴居通气显著增加了硝酸盐（NO₃^-）的输入、渗透深度和在河床中的反应速率。具有U形穴居的沉积物中观察到的反硝化速率与平坦底床相比高出三倍。土丘高与水深比率（h/H₀）是决定沉积物再加工和穴居通气过程相对重要性的主要控制因素。最终提出了一个基于Damköhler数的幂律尺度框架，用来预测生物扰动影响下河床中NO₃^-的去除效率。
氮污染是地下水及地表水的重要环境问题之一。含水层中的氮污染物随地下水流迁移最终以基流形式排泄至地表水体,进一步加重地表水体污染。潜流带是河流生态系统中的重要组成部分,其独特的物化性质和生物特性使得潜流带内生物地球化学反应异常活跃,该特征使得潜流带具有明显的消减氮污染物的能力。沉积物中同时栖息着种类繁多的底栖动物,其生物扰动会对此区域产生强烈作用｡依据底栖动物生活习性及对沉积物颗粒的迁移特点,可分为不同的扰动功能群｡不同底栖动物可能营造不一样的好氧/缺氧微生境,但相关研究较为薄弱,底栖动物影响氮去除的机制尚不明确｡
本研究结合野外观测现象，通过室内水槽实验明确了生物扰动下的地表-地下水作用的动力学过程，通过构建地表-地下水作用的全耦合模型，探究了底栖生物洞穴的存在增大了地表水与地下水的交换。模型结果进一步表明，沉积物再加工和穴居通气显著增加了硝酸盐（NO₃^-）的输入、渗透深度和在河床中的反应速率。具有U形穴居的沉积物中观察到的反硝化速率与平坦底床相比高出三倍。土丘高与水深比率（h/H₀）是决定沉积物再加工和穴居通气过程相对重要性的主要控制因素。最终提出了一个基于Damköhler数的幂律尺度框架，用来预测生物扰动影响下河床中NO₃^-的去除效率。
 

地表-地下水作用,潜流带,生物扰动,氮循环