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中國西南喀斯特地區的河流吸收大氣碳并限制CO2脫氣

[科研前線|EGM-5]|中國西南喀斯特地區的河流吸收大氣碳并限制CO2脫氣

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河流系統水-氣界面的CO2通量在地區和全球碳循環中起著非常重要的作用。然而,這些內陸河流系統對全球碳估算的貢獻比例還存在很大的不確定性。部分不確定性來源于對水生代謝引起的CO2通量季節和日變化的了解有限。

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(研究中的兩個實驗地帶編號:PY和DM)

該研究中,測定了中國西南桂江流域的兩個實驗地帶的表面水體特性(溫度、pH、溶解氧DO、溶解無機碳DIC和Ca2+濃度)和水-氣界面的CO2通量,并評估了河流碳循環的季節和晝夜動態變化以及其對地區和全球碳估算的潛在作用。

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其中,兩個實驗地帶有不同的基巖;DM由碳酸鹽和碎屑巖所構成,而PY是純碳酸鹽。該研究中使用美國PP Systems公司制造的便攜式CO2/H2O氣體監測儀EGM-5,通過浮游靜態箱法測定了水-氣界面的CO2通量。

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(CO2交換的季節變化)

結果表明,河水不論是在夏季還是冬季都從大氣中吸收CO2并伴隨著CO2脫氣,但是兩個地帶的CO2吸收和脫氣是不同的。而且,CO2通量也有晝夜的動態演變。在DM,河水CO2脫氣從清晨到晚上一直持續,CO2吸收則從下午持續到清晨。在PY,夏天白天CO2脫氣下降晚上增加,而在冬天CO2吸收則增大,下午降低并在晚上保持相對穩定。

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(CO2交換的季節和晝夜變化)

盡管,該河流是大氣碳的凈來源(15mM m-2 day-1),但是其脫氣速率是所有報告過的世界內陸水體中最低的,表明通過碳酸鹽溶解和較高的初級生產力達到了對大氣中碳的封存。這些結果強調了監測內陸河流水-氣界面CO2通量的季節和日變化的必要性,以便減少目前全球河流CO2排放估算的不確定性。

文獻來源

Zhang T, Li J, Pu J, et al. River sequesters atmospheric carbon and limits the CO2degassing in karst area, southwest China[J]. Science of the Total Environment, 2017, 609:92.



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