流域源区溪流CO2的来源与扩散过程研究综述

摘要

江河水系的源头多由规模小但数量多的溪流构成.溪流是源区生态系统向下游进行碳输出的开端,同时也存在水体CO2向大气扩散的过程.溪流CO2扩散通量(FCO2)取决于水体二氧化碳分压(pCO2)、水-气界面因湍流而产生的CO2扩散速率(kCO2)及溪流水域面积等方面,可以直接测量也可以通过经验公式及模型估算.溪流pCO2受外源输入和内源产生两个过程的制约.外源CO2是由壤中流和地下水向溪流注入的溶解无机碳(DIC)转化而来,内源主要指水体有机质分解产生的CO2.水-气界面kCO2主要受到与河床坡度、粗糙度及流量变化密切相关的水流湍流程度的影响.源区溪流FCO2在时间上表现为暖湿季节>干冷季节、夜间>白天、洪水期>非洪水期;全球空间尺度呈现自热带向寒温带递减;特定溪流内自地下水排泄区向下游递减.目前,关于源区溪流CO2来源与扩散的研究逐渐增多,但是在溪流CO2各种内外来源贡献量与贡献比例的估算、源区生态系统中各地理要素对溪流外源碳输入过程的控制、溪流水-气界面FCO2估算模型及山区溪流kCO2和CO2扩散过程等方面还有待深入研究.