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湖泊水质演变和界面物质交换及其对全球变化的

添加时间:2018/04/06

  近日,中国科学院重庆绿色智能技术研究院生态中心研究员李思悦通过和澳大利亚Newcastle University及美国Washington State University等单位合作研究,揭示了极端干旱水文对澳大利亚典型湖泊水质和界面物质交换的控制作用,以及全球水库水-气界面温室气体释放的关键影响因素及预测因子。相关成果发表在Journal of Hydrology, Science of the Total Environment 以及Bioscience上。

  人为活动引起的全球变化特别是极端水文情势强烈影响着自然湖泊和人为湖泊(水库)生态系统元素循环及水质状况,然而湖泊水质及界面物质通量对极端水文情势的响应及全球水库界面温室气体释放关键控制因素仍不清楚。研究以澳洲典型滨海湖泊(Lower Lakes)为例,研究了近100年史上极端干旱水文条件下湖泊生态系统溶解性无机碳组成、水体酸化(pH 2-3)、富营养化及盐度特征时空演化。结果表明干旱水文显著增加水体的富营养化水平、盐度及酸化,并促成湖泊水-气界面从碳汇到碳源的转化。研究对Lower Lakes应对极端气候变化的水质管理对策提供科学依据,并对预测淡水生态系统界面物质交换对全球变化的响应有显著的科学意义。

  针对水库在碳循环中的重要作用,科研人员在全球尺度上评估了界面温室气体(CO2,CH4和N2O)通量、关键预测因子以及测定方法对通量估算的影响。主要结果包括:(1)估算了水库温室气体CO2 (36.8 Tg C-CO2/y), CH4 (13.3 Tg C-CH4/y) 及N2O (0.03 Tg N-N2O/y)释放量,(2)水体营养水平是影响水库温室气体CH4和N2O的关键因素,叶绿素和NO3-N分别预测CH4和N2O通量。成果发表在Bioscience上后引起了广泛的关注,成为该刊11月的Editor's Choice,且Science 杂志对其进行了专题报道。研究为进一步系统评估水库的源汇效应以及预测未来全球变化背景下水-气界面物质交换通量提供科学依据。

  上述研究成果得到中科院“百人计划”和国家自然科学基金项目资助。

  相关论文:

  1.Li, S.Y.?, Bush, R.T., Mao R, Xiong LH, Ye C. Extreme drought causes distinct water acidification and eutrophication in the Lower Lakes, Australia. Journal of Hydrology 10.1016/j.jhydrol.2016.11.015.

  2.Deemer, B.R., Harrison, J.A., Li, S.Y.,Beaulieu, J.J., DelSontro, T., Barros, N., Neto, J.F.B., Powers, S.M., dos Santos, M.A., Vonk, J.A., 2016. Greenhouse gas emissions from reservoirs: a new global synthesis. Bioscience 66, 949-964(highlighted by numerous media outlets including The Washington Post, Science,KQED Science, and the NPR radio, November Editor's Choice of BioScience.

  3.Li, S.Y. ?, Bush, R.T., Ward, N.J., Sullivan, L.A., Dong, F.Y., 2016. Air-water CO2 outgassing in the Lower Lakes (Alexandrina and Albert, Australia) following a millennium drought.Science of the Total Environment 542, 453-468.

  

  

  左图:极端干旱水文对湖泊CN循环的影响;右图:全球尺度水库水-气界面温室气体通量格局

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