黃河中游pCO2與FCO2時(shí)空變化與影響因素——以頭道拐、潼關(guān)為例.pdf

1、河流是陸地碳庫(kù)和海洋碳庫(kù)的連接者，河流的碳逸出影響著全球碳平衡，是全球碳收支的重要組成部分。黃河作為中國(guó)第二大河流，是世界渾濁河流的代表之一。本文選取黃河中游內(nèi)蒙古托克托縣的頭道拐水文站和陜西渭南的潼關(guān)水文站作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用Li-7000靜態(tài)箱法和梯度法估算了兩個(gè)站點(diǎn)在2013年9月至2016年7月期間的黃河表層水-氣界面的二氧化碳分壓(pCO2)和二氧化碳逸出通量(FCO2)，探討了兩個(gè)站點(diǎn)pCO2和FCO2的空間和時(shí)間的分布差異。同

2、時(shí)，還探究了影響水體pCO2和FCO2的因素，包括溫度、pH、流量、流速和風(fēng)速等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采樣期間頭道拐和潼關(guān)測(cè)站的pCO2季節(jié)性變化趨勢(shì)一致，但兩站點(diǎn)在相同季節(jié)的pCO2均值存在空間差異:春季為全年最大，分別為2130μatm和3368μatm;冬季為全年第二高，分別為1444μatm和2528μatm;夏季為全年第三高，分別為882μatm和2528μatm;秋季全年最低，分別為331μatm和2305μa

3、tm。潼關(guān)測(cè)站的pCO2年內(nèi)均值2547μatm大于頭道測(cè)站的1104μatm。⑵采樣期間頭道拐和潼關(guān)測(cè)站的FCO2呈現(xiàn)出相同的季節(jié)性趨勢(shì)，但是兩測(cè)站在相同季節(jié)的FCO2存在差異:秋季FCO2的值全年最高，分別為689 mmolm-2 d-1和793 mmol m-2 d-1;夏季全年第二高，分別為456 mmol m-2 d-1和609 mmolm-2 d-1;春季為全年第三高，分別為159 mmol m-2 d-1和164 mmol

4、 m-2 d-1;冬季為全年最低，分別為41 mmol m-2 d-1和61 mmol m-2 d-1。潼關(guān)測(cè)站的FCO2年內(nèi)均值為376 mmol m-2 d-1大于頭道拐的283 mmol m-2 d-1。⑶黃河中游的水體pCO2和FCO2不僅在頭道拐和潼關(guān)兩個(gè)站點(diǎn)存在明顯的空間差異，即使在同一個(gè)河流斷面上的不同采樣點(diǎn)也存在差異。以頭道拐斷面為例，斷面上4個(gè)采樣點(diǎn)的pCO2和FCO2差異十分明顯，靠近左岸S1點(diǎn)處的最小，分別為949

5、μatm和75 mmol m-2 d-1;河道中部S2點(diǎn)處分別為1002μatm和196 mmol m-2 d-1;S3點(diǎn)的pCO2為1080μatm，F(xiàn)CO2為347 mmol m-2 d-1;靠近右岸S4點(diǎn)的最大，分別為1103μatm和634 mmol m-2 d-1。斷面FCO2從左岸到右岸逐漸增加，主要受不同采樣點(diǎn)處的河道流速和水深影響，河道流速和水深越大，CO2逸出量可能越大。⑷研究發(fā)現(xiàn)，潼關(guān)與頭道拐監(jiān)測(cè)站點(diǎn)河流水體pCO2

6、的季節(jié)性差異和空間變化與pH、流量、TSS等因素差異有關(guān)，空間差異還與黃河流經(jīng)黃土高原，碳酸鹽進(jìn)入水體影響水體中碳酸鹽體系有關(guān)。此外沿途流入黃河的生產(chǎn)與生活污水也是不可忽視的因素。⑸黃河中游平均pCO2為1826μatm，F(xiàn)CO2為136 mol m-2yr-1，與世界其他河流相比處于較高的水平，表明黃河中游段是一個(gè)碳源。本研究結(jié)果為河流碳逸出的量級(jí)大小和時(shí)空變化規(guī)律和研究提供了科學(xué)依據(jù)，同時(shí)還為河流（特別是較大河流）pCO2和FCO2