Evaluating the sources and fate of nitrate in riparian aquifers under agricultural land using in situ-measured noble gases, stable isotopes, and metabolic genes
Notice bibliographique
Résumé
Riparian zones with their buffering ability and abundant water supply are often subjected to intensive agricultural activities. We investigated a riparian aquifer located near a stream in South Korea that recently experienced sharply decreasing groundwater levels and elevated nitrate (NO3–) concentrations, which were attributed to local agricultural activities. Our goal was to identify the predominant nitrogen sources and NO3– removal processes. Multiple approaches including geochemical and isotopic tracers, land-use analysis, metabolic gene quantification, and inert gas tracers were used to elucidate groundwater and nutrient dynamics in stream-side granitic aquifers. The dual isotopic composition of NO3– identified manure and sewage as the major sources of NO3– contamination. Denitrification was the dominant NO3– removal process in the aquifer, as demonstrated by the negative relationship between δ15N and δ18O values in NO3–and NO3–/Cl–. Denitrification and anammox genes were also observed in microbial communities of the aquifer throughout the study site, suggesting that these processes support effective natural NO3– attenuation in groundwater. A mixing model constructed using a catchment-scale dataset including SiO2 concentrations and δ18O-H2O suggested that mixing with paddy soil water was the major driver of denitrification in the aquifer at the study site, where impervious layers provided anaerobic conditions for natural NO3– attenuation. Denitrification reduced the NO3– flux into the nearby stream by up to 114.4 NO3– kg/ha/y (26 kg N/ha/y). The N2 generated by denitrification did not accumulate in the groundwater, but mostly escaped from groundwater to the atmosphere, as demonstrated by the degassed signature of dissolved inert gases below the air saturated water level. This study identified the predominant NO3– sources and conceptualized N cycling in the heavily developed agricultural riparian aquifer using multiple tracers, demonstrating that NO3– is partially removed through denitrification and possibly anammox while N2 mostly escapes into the atmosphere.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».