這項(xiàng)研究的目的是解開氮、硫酸鹽和碳在喀斯特關(guān)鍵帶（Karst Critical Zone）的水中的來源和轉(zhuǎn)化機(jī)制,。具體來說，研究人員想了解這些污染物在復(fù)雜的水文和土地利用中的相互作用,，以及它們在地下水和地表水之間的交換,。他們使用多種同位素和MixSIAR模型來研究這些問題,。

a. 在喀斯特關(guān)鍵帶的地下水和地表水中收集樣本，并分析其δD-H₂O和δ¹⁸O-H₂O值,，以確定水之間的交換頻率,。

b. 使用MixSIAR模型來確定氮,、硫酸鹽和碳的來源和轉(zhuǎn)化機(jī)制。

c. 使用ArcGIS進(jìn)行空間建模和表面分析,，以了解污染物在復(fù)雜土地利用中的分布,。

我們證明了多種同位素方法（N、S,、C,、H、O）和MixSIAR模型在揭示復(fù)雜土地利用模式下巖溶臨界區(qū)（KCZ）污染物來源和轉(zhuǎn)化機(jī)制的復(fù)雜性方面的有效性,。硝化作用是城市和礦區(qū)地表水中氮循環(huán)的主要過程。相反,，地下水中的硝化作用相對較弱,。反硝化作用對地下水和地表水中氮循環(huán)的貢獻(xiàn)最小。土壤是地下水（48%）和地表水（49%）中無機(jī)氮的主要貢獻(xiàn)者,。在城市和礦區(qū)，污水和糞肥是地表水中無機(jī)氮的次要貢獻(xiàn)者,，占46%～47%。還原無機(jī)S的氧化作用是SO₄^2?的主要來源,。礦區(qū)地下水由于與地表水頻繁交換，易受黃鐵礦氧化的SO₄^2?污染,。同位素值表明,，水、碳酸鹽和土壤呼吸之間的相互作用是地下水和地表水中CO₂和HCO₃^?的主要來源。此外,，當(dāng)產(chǎn)生H⁺和SO₄^2?時(shí),，硫化物氧化可以增強(qiáng)碳酸鹽的溶解,，增加CO₂的釋放。這些發(fā)現(xiàn)從各種定量來源為硫化物氧化和碳酸鹽溶解的耦合提供了有價(jià)值的見解,。了解這些過程有助于有效的巖溶水管理,，并了解人為因素對KCZ中N,、S和C的生物地球化學(xué)耦合的影響。

作者使用了Picarro儀器（Picarro,，Santa Clara,，USA）來測量δ¹⁸O-H₂O和δD-H₂O值,。根據(jù)文本,，作者進(jìn)行了離散采樣測量。他們收集了樣本,，并使用Picarro儀器進(jìn)行測量。

作者使用來自Picarro儀器的數(shù)據(jù)來確定

δ¹⁸O-H₂O和δD-H₂O值，這些數(shù)據(jù)用于確定水之間的交換頻率,。這些數(shù)據(jù)支持了研究結(jié)論,，即地下水和地表水之間存在頻繁的交換。