五里峡水库初级生产力对水气界面二氧化碳和甲烷排放速率时空变化的影响

摘要

近年来水库温室气体备受关注,为揭示水库水气界面CO_2和CH_4在时间和空间上的变化特征,于2016年7~12月采用静态箱法在五里峡水库对其CO_2和CH_4排放速率进行4次监测,并测试微型光合生物初级生产力等.结果表明,五里峡水库夏季为大气CO_2的汇,变化范围在-30.14^-3.47 mg·(m^2·h)^(-1),秋、冬季均为大气CO_2的源,变化范围在15.57~115.06 mg·(m^2·h)^(-1).甲烷排放速率在夏季变化幅度明显,变化范围在0.08~1.03 mg·(m^2·h)^(-1),而在秋、冬季变化稳定,变化范围在-0.07~0.43 mg·(m^2·h)^(-1).受水库周期性蓄水和排水影响,CO_2和CH_4排放速率在空间上表现为水库消落带和坝尾较低而库区较高的分布格局.此外,CO_2和CH_4排放速率时空变化与微型光合生物初级生产力分别呈显著负相关和正相关(r为-0.477和0.771).这是因为产甲烷菌能够将夏季微型光合生物固定的有机碳转化成CH_4释放到大气中,从而使微型光合生物对水圈CO_2和CH_4循环产生负反馈效应和正反馈效应.因此,本研究结果为进一步评估微型生物对岩溶水体碳循环的贡献提供了理论依据.