中科院地理资源所WR│全球内陆水体温室气体（GHG）排放格局及不同水位下的逃逸机制

生态环境科学 · 公众号 · · 2024-12-22 09:27

正文

转自：湖泊科学

为揭示水位变化下温室气体排放的驱动机制，中国科学院地理科学与资源研究所高扬研究员团队在Water Research发表了“Global inland water greenhouse gas (GHG) geographical patterns and escape mechanisms under different water level”一文，该研究得到国家自然科学基金项目和中国科学院青年基础研究项目资助。

论文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004313542401707X

作者简介

高扬，现任中国科学院地理科学与资源研究所特聘核心研究员，博士生导师，国家杰出青年基金与国家优秀青年基金获得者。主要从事监测与评估陆-水-气温室气体排放通量，定量解析水文过程驱动下的CO ₂ 、CH ₄ 及N ₂ O生物地球化学机制的相关研究。

联系方式： [email protected]

团队简介

中国科学院地理科学与资源研究所流域地理与生态水文团队，长期致力水文生态学、环境地球化学、水生态评价、水文模型和水质遥感等方面的研究。团队承担了国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划项目等多项国家级科研项目。在National Science Review、Earth-Science Reviews、Science Bulletin、Water Research等期刊已发表论文180多篇。获得陕西省自然科学奖二等奖、陕西高等学校科学技术一等奖。另外，团队负责人曾获得“卢嘉锡青年优秀人才”、“秉维优秀青年人才”等称号。

图文解读

水位变化引起的水体面积变化是典型的内陆水域特征，水位变化导致水面减少，增加了水位波动区干沉积物向大气排放的GHG，占内陆水体GHG排放的很大比例。同时，受自然水文动力和水资源管理驱动，水位波动对水体的生物地球化学循环也有显著影响。然而，目前对快速水位变化下内陆水体GHG通量加速效应及其相关碳排放对碳循环过程的影响缺乏系统的认识。因此，本研究首先揭示了内陆水体GHG排放的地理格局，系统分析了水位快速变化下温室气体排放的意义，并阐明其相关驱动机制。

图1 沉积物-水-空气界面的温室气体排放过程

深水区净水压力增加会增加CO ₂ 和N ₂ O气体的溶解度，但在水体的垂直混合过程中（如温度变化引起的对流、密度差引起的水交换），深层CO ₂ 和N ₂ O浓度较高的水会被带到上层，这些CO ₂ 和N ₂ O会随着水体的运动向上层迁移并逸出。溶解在水中的CH ₄ 经常以气泡的形式从底部上升到表面，然后释放到大气中。在湿地等浅水环境中，CH ₄ 产生并积聚成气泡，由于浮力作用上升到水面，然后进入大气。

图2 不同水位下的温室气体排放特征

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