摘要
水库运行改变了河流物理、化学和生物学特性，直接影响了生源要素在河流中的输送过程和通量，引起系列生态环境问题。三峡大坝作为世界上最大的水利工程之一，水库采取典型的冬蓄夏泄的水文调节模式，使得库区受周期性淹水-落干，从而形成特殊的水陆交错带——消落带。近年来，库区富营养化及温室气体排放等环境问题突出，消落带由于受人类活动影响最大、生物地球化学循环最为活跃成为研究的热点区域。氮素作为水体初级生产力重要的营养限制元素之一，对于三峡消落带水体富营养化及温室气体排放发挥关键作用。然而，目前关于三峡库区消落带氮的研究主要集中于氮时空分布规律、基于静态箱法测定消落带氧化亚氮排放特征等，且大多数仅研究完全出露期，对淹水-落干过程的相关研究较少开展。因此，进一步研究淹水-落干水文过程消落带水土界面氮迁移转化具有重要意义。 本文选取澎溪河流域三个消落带作为研究区域，通过野外采集土壤样品并室内培养实验模拟三峡水库淹水-落干过程，利用间隙水实时采集、溶解氧微电极等界面技术，测定培养体系溶氧、pH以及上覆水和间隙水各形态氮盐和溶解性氧化亚氮浓度，研究其随过程的变化以及在沉积物中的垂向分布，并计算氮盐扩散通量以及氧化亚氮水气交换通量，结合沉积物反硝化速率，揭示淹水-落干过程澎溪河消落带水土界面氮迁移转化相关问题。主要结果表明: (1)淹水-落干过程中上覆水总氮(TN)、硝氮(NO3-)、亚硝氮(NO2-)、溶存氧化亚氮(N2O)浓度总体上呈减小的趋势，淹水前期减小迅速，随后趋于稳定，氨氮(NH4+)先增加后减少。间隙水垂向上主要表现为氨氮由沉积物表层自上而下浓度增加，硝氮及亚硝氮自上而下浓度减少。 (2)淹水-落干过程消落带释放氨氮，释放通量范围为1.00～444.10 μg/m2·d，平均值为122.79 μg/m2·d，淹水前期通量较小，后期通量增大。 (3)淹水-落干过程表现出强烈的反硝化潜力，淹水前后沉积物反硝化速率增大，平均反硝化速率分别为5.06和15.83 nmolN/g·h。 (4)消落带是N2O的排放源，N2O水气交换通量范围为-0.014～0.124mgN2O/m2·d，平均值为0.014 mgN2O/m2·d。淹水初期N2O大量排放， 随后趋于稳定。 (5)三峡库区淹水-落干过程消落带水土界面氮迁移转化的单位强度相对较弱，但由于三峡库区消落带面积巨大，因此总量较大。澎溪河消落带一个淹水-落干过程（未考虑完全出露）氨氮的释放量为1900 kg，且排放84.13 kgN2O。
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