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中国西南喀斯特地区的河流吸收大气碳并限制CO2脱气

[科研前线|EGM-5]|中国西南喀斯特地区的河流吸收大气碳并限制CO2脱气

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河流系统水-气界面的CO2通量在地区和全球碳循环中起着非常重要的作用。然而,这些内陆河流系统对全球碳估算的贡献比例还存在很大的不确定性。部分不确定性来源于对水生代谢引起的CO2通量季节和日变化的了解有限。

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(研究中的两个实验地带编号:PY和DM)

该研究中,测定了中国西南桂江流域的两个实验地带的表面水体特性(温度、pH、溶解氧DO、溶解无机碳DIC和Ca2+浓度)和水-气界面的CO2通量,并评估了河流碳循环的季节和昼夜动态变化以及其对地区和全球碳估算的潜在作用。

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其中,两个实验地带有不同的基岩;DM由碳酸盐和碎屑岩所构成,而PY是纯碳酸盐。该研究中使用美国PP Systems公司制造的便携式CO2/H2O气体监测仪EGM-5,通过浮游静态箱法测定了水-气界面的CO2通量。

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(CO2交换的季节变化)

结果表明,河水不论是在夏季还是冬季都从大气中吸收CO2并伴随着CO2脱气,但是两个地带的CO2吸收和脱气是不同的。而且,CO2通量也有昼夜的动态演变。在DM,河水CO2脱气从清晨到晚上一直持续,CO2吸收则从下午持续到清晨。在PY,夏天白天CO2脱气下降晚上增加,而在冬天CO2吸收则增大,下午降低并在晚上保持相对稳定。

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(CO2交换的季节和昼夜变化)

尽管,该河流是大气碳的净来源(15mM m-2 day-1),但是其脱气速率是所有报告过的世界内陆水体中最低的,表明通过碳酸盐溶解和较高的初级生产力达到了对大气中碳的封存。这些结果强调了监测内陆河流水-气界面CO2通量的季节和日变化的必要性,以便减少目前全球河流CO2排放估算的不确定性。

文献来源

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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