Abstract Nitrate is a highly concerned pollutant in global aquatic ecosystem, resulting in eutrophication and water quality deterioration. As a result of the dissolved inorganic carbon fertilization effect, lake ecosystem is expected to respond more sensitively to nitrogen (N) addition in karst region than in non-karst region. Identifying accurately the sources of nitrate in lake system is an important prerequisite for formulating effective strategies on reducing nitrate and restoring water ecosystem. Quantitative identification of nitrate sources to lakes in karst region is limited until now. In this study, δ15N-NO3− and δ18O-NO3− were jointly used to identify the nitrate sources in Caohai Lake, a typical karst lake. The δ15N-NO3− and δ18O-NO3− of lake water displayed significant seasonal variations. The average δ15N-NO3− values during normal, dry and wet seasons were 6.6‰, 12.7‰ and 0.9‰, respectively. Accordingly, the average δ18O-NO3− values were 11‰, 13‰ and 16‰, respectively. The average contribution percentages of nitrate from agricultural activities, precipitation and sewage were 42 %, 41 % and 17 %, respectively. Strict measures should be taken to prohibit unreasonable agricultural activities and to improve nutrient use efficiency through optimized fertilization and irrigation management. In view of the sensitivity of karst lake ecosystem to N/P addition, higher discharge standard requirement is necessary for restoring water ecosystem and maintaining good water quality. This study proved that the combined use of δ15N-NO3− and δ18O-NO3− is a promising method for identifying quantitatively the nitrate sources in karst lake system.

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结合稳定氮氧同位素限制岩溶湖硝酸盐来源

摘要 硝酸盐是全球水生态系统中备受关注的污染物，导致水体富营养化和水质恶化。由于溶解无机碳的施肥作用，预计喀斯特地区湖泊生态系统对氮（N）添加的响应比非喀斯特地区更敏感。准确识别湖泊系统中硝酸盐的来源是制定有效的减少硝酸盐和恢复水生态系统策略的重要前提。迄今为止，对喀斯特地区湖泊硝酸盐来源的定量鉴定是有限的。本研究将δ15N-NO3−和δ18O-NO3−联合用于典型喀斯特湖草海硝酸盐来源的识别。湖水的δ15N-NO3−和δ18O-NO3−表现出明显的季节性变化。正常时期的平均 δ15N-NO3− 值，干湿季分别为6.6‰、12.7‰和0.9‰。因此，平均δ18O-NO3−值分别为11‰、13‰和16‰。农业活动、降水和污水中硝酸盐的平均贡献率分别为42%、41%和17%。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-的联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。分别。因此，平均δ18O-NO3−值分别为11‰、13‰和16‰。农业活动、降水和污水中硝酸盐的平均贡献率分别为42%、41%和17%。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。分别。因此，平均δ18O-NO3−值分别为11‰、13‰和16‰。农业活动、降水和污水中硝酸盐的平均贡献率分别为42%、41%和17%。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-的联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。农业活动、降水和污水中硝酸盐的平均贡献率分别为42%、41%和17%。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。农业活动、降水和污水中硝酸盐的平均贡献率分别为42%、41%和17%。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。采取严格措施，禁止不合理的农业活动，通过优化施肥灌溉管理，提高养分利用效率。鉴于喀斯特湖泊生态系统对N/P添加的敏感性，恢复水生态系统和保持良好水质需要更高的排放标准要求。本研究证明，δ15N-NO3-和δ18O-NO3-联合使用是一种定量识别岩溶湖系统硝酸盐来源的有效方法。