
科研進(jìn)展
重慶研究院在湖泊水質(zhì)演變和界面物質(zhì)交換及其對(duì)全球變化的響應(yīng)方面取得新進(jìn)展
時(shí)間:2016-12-06編輯:三峽所生態(tài)中心
近日,重慶研究院生態(tài)中心李思悅研究員通過(guò)和澳大利亞Newcastle University及美國(guó)Washington State University等單位合作研究,揭示了極端干旱水文對(duì)澳大利亞典型湖泊水質(zhì)和界面物質(zhì)交換的控制作用,以及全球水庫(kù)水-氣界面溫室氣體釋放的關(guān)鍵影響因素及預(yù)測(cè)因子。相關(guān)成果發(fā)表在Journal of Hydrology, Science of the Total Environment以及Bioscience上。
人為活動(dòng)引起的全球變化特別是極端水文情勢(shì)強(qiáng)烈影響著自然湖泊和人為湖泊(水庫(kù))生態(tài)系統(tǒng)元素循環(huán)及水質(zhì)狀況,然而湖泊水質(zhì)及界面物質(zhì)通量對(duì)極端水文情勢(shì)的響應(yīng)及全球水庫(kù)界面溫室氣體釋放關(guān)鍵控制因素仍不清楚。研究以澳洲典型濱海湖泊(Lower Lakes)為例,研究了近100年史上極端干旱水文條件下湖泊生態(tài)系統(tǒng)溶解性無(wú)機(jī)碳組成、水體酸化(pH 2-3)、富營(yíng)養(yǎng)化及鹽度特征時(shí)空演化。結(jié)果表明干旱水文顯著增加水體的富營(yíng)養(yǎng)化水平、鹽度及酸化,并促成湖泊水-氣界面從碳匯到碳源的轉(zhuǎn)化[1,3]。研究對(duì)Lower Lakes應(yīng)對(duì)極端氣候變化的水質(zhì)管理對(duì)策提供科學(xué)依據(jù),并對(duì)預(yù)測(cè)淡水生態(tài)系統(tǒng)界面物質(zhì)交換對(duì)全球變化的響應(yīng)有顯著的科學(xué)意義。
針對(duì)水庫(kù)在碳循環(huán)中的重要作用,在全球尺度上我們?cè)u(píng)估了界面溫室氣體(CO2,CH4和N2O)通量、關(guān)鍵預(yù)測(cè)因子以及測(cè)定方法對(duì)通量估算的影響[2]。主要結(jié)果包括:(1)估算了水庫(kù)溫室氣體CO2 (36.8 Tg C-CO2/y), CH4 (13.3 Tg C-CH4/y) 及N2O (0.03 Tg N-N2O/y)釋放量,(2)水體營(yíng)養(yǎng)水平是影響水庫(kù)溫室氣體CH4和N2O的關(guān)鍵因素,葉綠素和NO3-N分別預(yù)測(cè)CH4和N2O通量。成果發(fā)表在Bioscience上后引起了廣泛的關(guān)注,成為該刊11月的Editor's Choice, 且Science雜志對(duì)其進(jìn)行了專題報(bào)道(http://www.sciencemag.org/news/2016/09/hundreds-new-dams-could-mean-trouble-our-climate)。研究為進(jìn)一步系統(tǒng)評(píng)估水庫(kù)的源匯效應(yīng)以及預(yù)測(cè)未來(lái)全球變化背景下水-氣界面物質(zhì)交換通量提供科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)論文:
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 Hydrology10.1016/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.
左圖:極端干旱水文對(duì)湖泊CN循環(huán)的影響;右圖:全球尺度水庫(kù)水-氣界面溫室氣體通量格局