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地球环境研究所在湖泊水体CO2浓度和碳同位素的影响因素方面取得进展
【发布时间:2024年09月14日 】【来源:中科院地球环境研究所】

二氧化碳(CO2)是温室效应最主要的贡献者,对湖泊二氧化碳的排放通量也进行了很多估算,但目前对湖水CO2碳同位素分析较少,尤其是能否通过碳同位素示踪湖泊水体CO2浓度仍待研究。

为此,中国科学院地球环境研究所 “极端气候事件及影响”团队(EXCEIS)刘卫国课题组联合国内多家单位,测定了青藏高原、黄土高原和长江中下游平原32个湖泊溶解CO2浓度和碳同位素,尤其是利用原位连续在线测定湖水CO2浓度和碳同位素的设备测定了6个湖泊高空间分辨率的数据,并测定了一些基本环境参数(如pH值、温度、溶解氧含量、TOC含量,盐度)。

结果表明:湖泊CO2浓度和碳同位素均存在空间变化,但不同区域湖泊之间的CO2浓度和碳同位素差异也很明显,其中长江中下游平原湖泊CO2浓度远高原青藏高原和黄土高原湖泊,青藏高原湖水CO2碳同位素整体更偏正,黄土高原湖水CO2碳同位素整体更偏负。湖水pH值、溶解氧含量和TOC含量是影响湖泊CO2浓度和碳同位素的重要因素。此外,不管高空间分辨率某个湖泊的湖水CO2浓度和碳同位素数据,还是不同区域湖泊的湖水CO2浓度和碳同位素数据,均发现湖水CO2浓度与其碳同位素存在负相关关系,且湖水CO2浓度与其DIC碳同位素也存在负相关关系,表明湖泊CO2/DIC碳同位素是示踪湖泊CO2浓度变化特征和影响因素的重要手段。

图1 湖泊水体高分辨率CO2碳同位素数据。A:福地湖,B:侍郎湖,C:翠华山天池,D:林皋湖,E:可鲁克湖,F:托素湖。

图2?湖泊水体CO2碳同位素与环境因子(包括pH,温度,溶解氧含量,溶解有机碳含量,盐度和湖泊面积)的关系

图3?湖泊水体CO2浓度和湖水CO2(A-D)/DIC(E-G)碳同位素的关系

上述成果发表在学术期刊Environmental Research上,第一/通讯作者为刘虎副研究员,共同通讯作者为三峡大学肖尚斌教授。本研究得到国家重点研发计划(2023YFF0804300)、国家自然科学基金(42373057, 51979148)和陕西省青年科技新星(2023KJXX-099)等资助。

详文见:Hu Liu*, Jia Liu, Huanye Wang, Zhonghui Liu, Xiangzhong Li, Ping Zhang, Weiguo Liu, Shangbin Xiao*. Variations and driving factors for concentrations and carbon isotopes of dissolved CO2 in lake water across different Chinese lakes. Environmental Research, 2024, 119826.

全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013935124017316

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