典型喀斯特河流水-气界面二氧化碳交换特性及其营养调控因素
作者:刘睿,张静,陈祖胜,倪茂飞,刘文胜 单位:重庆师范大学地理与旅游学院,重庆师范大学重庆市地理信息系统应用研究重庆市高校重点实验室,贵州民族大学生态环境工程学院,毕节市环境监测中心站 本文刊于: 《环境科学》 2021年第0期
关键词:
喀斯特河流 二氧化碳排放 营养元素 耦合关系 碳循环Keywords:
karst rivers,carbon dioxide emissions,nutrients,environmental coupling,carbon cycle
摘要
为探索喀斯特河流水-气界面二氧化碳(CO2)交换特性及其营养控制因素,以我国典型喀斯特河流——芙蓉江为研究对象,探索了区域气象水文参数、碳酸盐平衡参数、营养元素及总有机碳(TOC)的空间变化特征,同时分析了CO2分压(pCO2)的空间变化调控因素,pCO2与总氮(TN)、总磷(TP)和TOC及其化学计量比的耦合关系,对比了该研究河流与世界河流的CO2排放情况.结果表明,芙蓉江水-气界面CO2交换速率(k)在2.71~13.0 m·d-1范围内,pCO2在78.5~21 491.2 Pa范围内,且支流高于干流;河流表层水体TOC、TN和TP分别为(302.8±50.1)、(128.9±67.9)和(0.65±0.98)μmol·L-1,整体表现为磷限制营养状态;河流pCO2与磷及其相关的化学计量比显著耦合,说明微生物新陈代谢是河流CO2饱和的主要原因;芙蓉江水-气界面CO2排放通量(F)为(534.5±801.4) mmol·(m2·d)-1,高于一些世界河流,具有巨大的CO2排放潜力.
基金项目:
国家自然科学基金项目(41801063);教育部人文社会科学研究基金项目(16YJCZH061)