夏季降雨事件对水库温室气体通量变化的影响:来自湖北官庄水库的高频观测

摘要

湖库淡水水域对温室气体排放的贡献不容小觑,然而观测时间的代表性不足以及缺乏对降雨因素的考虑制约了碳排放的准确估计.本研究以湖北宜昌境内官庄水库为例,选取强降雨多发的夏季时段,针对水—气界面温室气体通量、水体表层和垂向剖面气体溶存浓度及环境因子开展了为期1周的原位高频观测,以探讨夏季降雨事件对水库温室气体通量变化的影响.结果表明,观测期内官庄水库水—气界面CH4通量变化范围为0.007～0.077 mg/(m2·h),CO2通量范围为5.48～57.57 mg/(m2·h),白天和夜晚均表现为大气的碳源.小雨、中雨乃至暴雨天气条件下,CH4和CO2日均通量均较低,日通量倾向于受风速和温度调控.CH4和CO2通量变化趋势较为一致,观测期内日间排放量高于夜间排放量出现的次数更多,昼夜差异对降雨天气状况无明显响应,风速是CH4和CO2通量昼夜变化的主导因素.暴雨过程中,CH4-k600和CO2-k600与水气温差存在显著正相关,但水体垂向混合过程十分短暂.在平均雨强为3.8 mm/h的暴雨第Ⅰ阶段,CH4-k600对风速和降雨的响应明显,而在雨强更大(8.5 mm/h)的第Ⅱ阶段,CH4-k600与风速、降雨均未表现出相关性,通量箱在强降雨条件下的适用性可能存在雨强阈值.