水库作为重要的水生态系统,其碳源汇动态对全球碳循环与碳收支有着重要影响。暴雨过程中微生物高代谢率以及来自上游有机物的持续输入和降解可能是水库碳排放的一个重要来源。暴雨会导致水温、溶解氧和水化学特征,尤其是溶解性有机物(DOM)来源组成发生巨大变化。这些参数通常在几个小时到几天内迅速波动,并显著影响二氧化碳和甲烷的产生和排放。然而,对水库水体理化参数和DOM来源组成的分析往往依赖于逐周、逐月、乃至逐季度的野外观测。
利用DOM光谱和傅里叶变换离子回旋超高分辨率共振质谱(FT-ICR MS)等手段,揭示了暴雨事件前后DOM的来源组成,利用Picarrro碳同位素分析仪分析了暴雨前后甲烷和二氧化碳的稳定同位素组成,弥补了暴雨事件对水化学和DOM来源组成动态的影响以及对二氧化碳和甲烷的排放通量影响研究的空白(图1)。
图1 暴雨事件促进陆源DOM输入及碳排放机制图
图2 暴雨前后新安江上游流域降雨量及来水量,溶解氧、pH、叶绿素a、溶解性有机碳DOC、DOM光谱吸收、紫外比吸收系数、陆源组分的高频变化特征
图3 暴雨前后街口站溶解氧垂向剖面变化特征及二氧化碳、甲烷排放通量及同位素组成的高频变化特征
图4 暴雨前后叶绿素、溶解氧、DOM吸收、比紫外吸收及陆源组分与二氧化碳、甲烷排放通量的关联性分析
论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.est.2c06405
本文来源:中国科学院南京地理与湖泊研究所
近日,中国科学院南京地理与湖泊研究所在暴雨影响水库河口区有机碳组成与碳排放研究取得新进展。研究成果发表在Environmental Science & Technology。中国科学院南京地理与湖泊研究所周永强副研究员为该论文通讯作者,联合培养硕士生李宇阳为该论文第一作者。