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黄河源区水库二氧化碳逸出暖季变化规律及影响因素分析——以刘家峡水库为例
引用本文:宫辰,杨现坤,田明扬,苏元戎,李凌宇,冉立山,刘少达,于瑞宏,胡海珠,吕喜玺. 黄河源区水库二氧化碳逸出暖季变化规律及影响因素分析——以刘家峡水库为例[J]. 环境科学学报, 2018, 38(7): 2919-2930
作者姓名:宫辰  杨现坤  田明扬  苏元戎  李凌宇  冉立山  刘少达  于瑞宏  胡海珠  吕喜玺
作者单位:内蒙古河流与湖泊生态重点实验室;内蒙古大学生态与环境学院;广州大学地理科学学院;香港大学地理系;耶鲁大学林业和环境研究学院;新加坡国立大学地理学院
基金项目:国家自然科学基金(No.91547110,51469018,51609118);国家重点研发计划项目(No.2016YFC0500508)
摘    要:河流上修建水库改变了自然状态下的水流运动,而且深刻影响着物质传输和交换过程.本文以黄河源区12级梯级水库群末端的刘家峡水库为例,在2016年4、8月和2017年5月进行了3次野外试验,采用Li-7000静态箱法监测了刘家峡水库入库前、库中和出库河道内的二氧化碳分压(p(CO2))、二氧化碳逸出量(F(CO2)),并测定了相关水化学因素,包括pH、溶解氧(DO)和水温(T),综合分析了水库碳逸出的暖季时空变化规律及其影响因素.结果表明:在河流流向上,刘家峡水库库区内的p(CO2)和F(CO2)(601.6μatm和85 g·m-2·a-1,以C计,下同)均低于入库前水体(670μatm和328 g·m-2·a-1)和出库后水体(680.5μatm和372 g·m-2·a-1),水体的pH变化范围为7.90~8.80,DO变化范围为102%~145%;垂向上,pH为7.81~8.65,DO为82%~140%,从水面至水库库底p(CO2)的变化范围为617~1087μatm,p(CO2)、pH和DO均随水深增加而降低,且8月变化强于4月和5月;水温在垂向上存在明显的分层现象,温度范围为5~25℃.库区内的光合作用降低了水体溶解CO2的含量,出库水体由于水流波动较大,F(CO2)明显增加,8月水体的F(CO2)均低于5月,可能是由于水库中的热分层现象更加显著,进一步促进了浮游植物的生长,对溶解性CO2的利用增加.通过对世界范围内不同纬度和海拔高度的水库F(CO2)的统计发现,刘家峡水库的F(CO2)在温带地区水库的F(CO2)中呈较低水平,其高海拔的地理位置及梯级水库的拦截作用是重要原因.本研究可为高寒高海拔地区水库的F(CO2)评估和全球水库碳排放评价提供依据.

关 键 词:二氧化碳分压p(CO2)  二氧化碳逸出量F(CO2)  水库  刘家峡  黄河
收稿时间:2017-11-18
修稿时间:2018-01-07

Variations of CO2 evasion from reservoirs and its influencing factors in warm season in the headwater region of the Yellow River: A case study of the Liujiaxia Reservoir
GONG Chen,YANG Xiankun,TIAN Mingyang,SU Yuanrong,LI Lingyu,RAN Lishan,LIU Shaod,YU Ruihong,HU Haizhu and L,#; Xixi. Variations of CO2 evasion from reservoirs and its influencing factors in warm season in the headwater region of the Yellow River: A case study of the Liujiaxia Reservoir[J]. Acta Scientiae Circumstantiae, 2018, 38(7): 2919-2930
Authors:GONG Chen,YANG Xiankun,TIAN Mingyang,SU Yuanrong,LI Lingyu,RAN Lishan,LIU Shaod,YU Ruihong,HU Haizhu  L&#   Xixi
Affiliation:1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021,School of Geographical Sciences of Guangzhou University, Guangzhou 510006,1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021,1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021,1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021,Department of Geography, the University of Hong Kong, Hong Kong 999077,Yale University Forestry and Environmental Studies, New Haven 01642,1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021,1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021 and 1. Inner Mongolia Key Laboratory of River and Lake Ecology, Hohhot 010021;2. School of Ecology and Environment, Inner Mongolia University, Hohhot 010021;6. Department of Geography, National University of Singapore, Singapore 117570
Abstract:
Keywords:p(CO2)  F(CO2)  reservoir  Liujiaxia  the Yellow River
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