刘臻婧,肖启涛,胡正华,张 弥,王 伟,肖 薇

太湖竺山湾甲烷扩散通量及其驱动机制

刘臻婧1,2,肖启涛2*,胡正华1**,张 弥3,王 伟3,肖 薇3

(1.南京信息工程大学应用气象学院,江苏 南京 210044；2.中国科学院南京地理与湖泊研究所,中国科学院流域地理学重点实验室,江苏 南京 210008；3.南京信息工程大学大气环境中心,江苏 南京 210044)

选取竺山湾为研究区域,同时选取受人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年11月至2013年8月逐月连续观测,探讨外源输入及富营养化对CH4扩散通量的影响及其驱动机制.结果表明,竺山湾水-气界面CH4扩散通量显著(<0.01)高于湖心区CH4扩散通量,其平均通量分别为(0.193±0.049)mmol/(m2·d)和(0.024±0.005)mmol/(m2·d).同时,竺山湾湖区不同点位间CH4扩散通量也表现出明显差异,位于河流入湖口附近点位的CH4扩散通量显著(<0.01)偏高.逐月观测表明湖心区CH4扩散通量具有明显的时间变化特征,且与水温表现出显著正相关关系(R=0.53,<0.01),但竺山湾无此结果.另外,入湖河流CH4溶存浓度与竺山湾CH4溶存浓度及其扩散通量呈显著正相关关系(浓度:R=0.75,<0.05;通量:R=0.64,<0.05).考虑到入湖河流具有较高的CH4溶存浓度和污染负荷,河流外源输入可能弱化了竺山湾CH4通量对温度的依赖性,并导致富营养化的竺山湾是大气CH4的“热点”排放源.

富营养化湖区；CH4扩散通量；时间变化；空间变化；外源输入

甲烷(CH4)是重要的大气温室气体, CH4浓度持续增加对预测未来气候变化情形带来了不确定性[1].在众多大气CH4排放源中,湖泊等自然源的作用不可忽视,湖泊等内陆水体CH4的排放量可抵消掉陆地生态系统碳汇的25%,显著影响全球温室气体的收支估算[2].最新一项研究表明全球CH4排放量有接近一半来自于湖泊等内陆水体[3].此外,水体CH4排放对气候变化特别敏感,全球气温升高可显著促进湖泊等内陆水体CH4的排放[4].目前研究发现近些年大气CH4浓度的增长速率具有明显加强的趋势,但导致CH4浓度再次增加的原因还不甚清晰[1].考虑到湖泊等水体CH4排放对气候变化的响应,CH4排放强度及其变化趋势对全球大气CH4浓度的快速升高可能具有重要贡献[5-6].因此,加强湖泊水体CH4扩散通量研究对全球碳收支……