低等级河流CO2分压的时空变化及驱动因素
——以汉江流域月河为例*
2023-01-13顾世杰李思悦
顾世杰,李思悦
(1:重庆交通大学河海学院,重庆 400074) (2:中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714) (3:武汉工程大学环境生态与生物工程学院,武汉 430205)
近一个世纪以来,大气CO2浓度的快速升高(300~410 μatm)引发了一系列的生态环境问题,已经严重威胁到人类的生存环境[1]。河流生态系统作为大气CO2的主要来源之一,河流CO2排放已成为温室气体的重要研究内容。研究发现,全球大多数河流CO2处于过饱和状态[2],每年全球河流向大气中排放CO2约0.65~3.20 Pg C/a[3-5],其中约有59%来自于低等级河流(Strahler等级为1~3)[5]。由此可见,低等级河流对全球河流CO2排放估算至关重要,但值得注意的是,有关低等级河流CO2排放的研究较少。
CO2分压(pCO2)是控制水体向大气扩散CO2的重要因素,受复杂的生物地球化学过程、环境因子及人类活动影响。Abril等[6]研究发现河流pCO2与营养物质如总氮(TN)、总磷(TP)存在显著的正相关关系。Le等[7]认为河流pCO2主要受溶解性有机碳(DOC)控制。温度、地形及降雨等环境、气候因子也被认为是重要的影响因素[8]。土地利用是人为活动的集中体现,很多学者尝试探讨河流pCO2与人类活动的关系,结果发现,建设用地和耕地通过有机碳及营养物质的输入能显著提升河流CO2浓度[9-10],森林用地能降低河流pCO2[7,11-13],并且具有明显的时空差异。因此,有关河流pCO2的关键驱动因素还需要进一步探索。
长江是世界第三长河,一直被视为非常重要的碳源[14],月河是长江支流汉江重要的源头河流。近些年来,随着人类活动干扰的加剧,大量营养物质输入河流,致使河流水质变差及CO2浓度增加。……
