窟野河水-气界面CO_(2)交换通量变化特征及其影响因素分析

摘要

近年来内陆水体CO_(2)释放受到广泛关注,为揭示黄土高原地区内陆水体CO_(2)的释放特征,于2018年7月和10月及2019年3月和6月利用LI-7000 CO_(2)分析仪对窟野河及代表性水库开展了高频次的水体CO_(2)分压(pCO_(2))和水-气界面CO_(2)交换通量(FCO_(2))观测,并分析其时空变化规律。结果表明:窟野河水体pCO_(2)和FCO_(2)(分别为996μatm和94.5 mmol·m^(-2)·d^(-1))均高于水库(分别为752μatm和10.3 mmol·m^(-2)·d^(-1))。FCO_(2)季节性差异明显:对于河流而言,表现为秋季最高(165.7 mmol·m^(-2)·d^(-1)),春季最低(42.9 mmol·m^(-2)·d^(-1));对于水库而言,变化趋势则完全相反,表现为春季最高(16.6 mmol·m^(-2)·d^(-1)),秋季最低(-5.4 mmol·m^(-2)·d^(-1))。生物地球化学活性更强的支流FCO_(2)(107.4 mmol·m^(-2)·d^(-1))高出干流(66.5 mmol·m^(-2)·d^(-1))约50%;同时,位于中下游黄土丘陵区的水库FCO_(2)(16.4 mmol·m^(-2)·d^(-1))显著高于位于上游呼鄂丘陵区的水库FCO_(2)(1.2 mmol·m^(-2)·d^(-1))。整体来看,流域水体pCO_(2)受碳酸盐体系影响最大,有机碳分解作用次之;流速是控制水-气界面气体交换速率的关键因素。在年尺度上,窟野河的河流与水库水体均为大气持续碳源。窟野河平均CO_(2)释放量与我国长江及国外温带河流相近,但低于黄河中游的其他支流。