水位变化对干涸湖底沉积物有机碳矿化的影响

摘要

人为干扰和气候变化会改变湖泊水位状态,明确不同水位条件下湖泊沉积物有机碳矿化特征及其影响因素,对了解内陆水生态系统碳循环具有重要意义.为探究干旱区典型盐湖沉积物有机碳矿化速率对水位变化的响应,以巴里坤湖干涸湖底原状沉积物为研究对象,初步探究了0 (T1)、-9 (T2)、-23 (T3)、-34(T4)和-45 cm(T5)水位处理对沉积物有机碳矿化速率的影响.结果表明,T1、T2和T3处理有机碳矿化速率在试验初期较高(0～10d),10 d后缓慢下降,T4和T5处理有机碳矿化速率呈先增加后降低趋势;T1(1.718 μmol/(m2 ·s))与T3(1.784 μmol/(m2 ·s))处理有机碳矿化速率不存在显著差异,T1处理有机碳矿化速率是T2、T4和T5处理的1.09、3.31和3.57倍,不同处理有机碳累积矿化量表现为T3＞T1 ＞T2＞T4＞T5.有机碳累积矿化量(Ci)占沉积物有机碳(C0)的比例(Ct/Co)介于0.012～0.044之间,沉积物有机碳潜在排放量(Ci)占Co的比例(Ci/Co)介于0.018～0.045之间;水位降低,沉积物有机碳矿化常数(k值)减小,T1处理k值最大(0.137 d),T4处理最小(0.032 d).线性方程Cr=0.008x+0.488能较好地模拟有机碳矿化速率(Cr)与水位(x)的关系;不同水位处理有机碳矿化速率与模拟柱中沉积物5 cm温度呈显著的指数函数关系,T4、T5处理有机碳矿化温度敏感系数(Q1o)显著高于T1、T2和T3处理,即水位降低增加了巴里坤湖干涸湖底沉积物Q10.因此,就巴里坤湖干涸湖底沉积物而言,水位从0 cm降至-45 cm时有机碳矿化速率降低,Q10增加;反之水位上升则会促进有机碳矿化分解,Q1o降低.水位持续下降抑制有机碳矿化可能是维持干旱区盐湖沉积物碳库稳定的机制之一.