東北地理所在中國內陸水體溶解性碳儲量的研究中取得進展
碳是構成生命的基本元素,是整個生物圈物質和能量循環的主體,目前碳循環研究是全球變化研究的焦點與熱點。內陸水體(如水庫和湖泊等)受人類活動影響較大,對全球氣候變化具有重要影響,研究湖泊及水庫碳分布及儲量對分析全球碳循環過程具有重要意義。
在湖泊及水庫水生生態系統中,溶解性有機碳(DOC)和溶解性無機碳(DIC)是碳的兩種主要存在形式,DOC可通過微生物攝取或非生物降解轉化為DIC,DIC可通過初級生產者的光合作用轉化為DOC,兩者的耦合關系對碳的生物地球化學循環具有重要意義。目前關于內陸水體有機碳的研究多集中于水-氣界面交換通量及其生物地球化學循環特征,但有關湖泊及水庫水體中DIC和DOC分布,尤其是全國范圍的大區域性研究還鮮見報道。中國科學院東北地理與農業生態研究所水環境遙感學科組的科研人員歷經8年時間,對分布在全國的367個湖泊和144個水庫進行了野外調查采樣,進行了全國范圍內的湖泊水體DOC和DIC濃度格局分析,并估算了全國湖泊及水庫水體中的DOC儲量。結果表明:1)咸水湖的DOC濃度(均值/中值±標準差:50.5/30.0 ± 55.97 mg/L)明顯高于淡水湖(8.1/5.9 ± 6.8 mg/L),湖泊水體中DOC濃度(25.9/11.5 ± 42.04 mg/L)明顯高于水庫;2)湖泊的富營養化程度與水體DOC濃度存在明顯正相關;3)青藏高原湖泊水體的DOC儲量最大(13.39 Tg),其次是蒙新高原湖泊群(1.75 Tg),云貴高原湖泊水體的DOC儲量最小(0.13 Tg);4)全國水庫水體中的DOC儲量為1.54 Tg。本研究表明人類活動對中國內陸水體中溶解性碳的分布及儲量具有較大影響,估算內陸水體中溶解性碳的儲量對于分析內陸水體在全球氣候變化中的作用具有重要意義。
該研究由東北地理所宋開山研究員、溫志丹助研、美國路易斯安那州立大學胥毅軍教授,挪威生物經濟研究所楊洪研究員等共同完成,得到國家自然科學基金項目(41730104,41501387)、國家高分水質專項(41-Y20A31-9003-15/17)共同資助。相關結果發表在國際期刊Journal of Hydrology和Journal of Environmental Management。


圖1 全國湖泊表層水體中的DOC和DIC濃度分布圖


圖2 全國湖泊和水庫水體中的DOC儲量分布圖
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