【摘 要】
:
湖泊水体是大气甲烷(CH4)的重要排放源,其中内陆小型湖泊(<1km~2)总体碳周转更为强烈,对地区气候变化具有重要贡献。内陆小型湖泊在过去因其丰度及所覆盖的陆地表面积,导致它们对全球CH4预算的潜在贡献被低估。当前长三角流域湖泊CH4排放的研究主要集中在太湖、巢湖等大型湖泊,对小尺度湖泊的研究相对缺乏,导致该地区对温室气体排放量的估算存在不确定性。本研究以长三角流域小型湖泊--大莲湖为研究对象,
论文部分内容阅读
湖泊水体是大气甲烷(CH4)的重要排放源,其中内陆小型湖泊(<1km~2)总体碳周转更为强烈,对地区气候变化具有重要贡献。内陆小型湖泊在过去因其丰度及所覆盖的陆地表面积,导致它们对全球CH4预算的潜在贡献被低估。当前长三角流域湖泊CH4排放的研究主要集中在太湖、巢湖等大型湖泊,对小尺度湖泊的研究相对缺乏,导致该地区对温室气体排放量的估算存在不确定性。本研究以长三角流域小型湖泊--大莲湖为研究对象,于2022年夏季对其进行空间格网化采样,基于薄边界层模型量化大莲湖水-气界面CH4扩散通量,分析湖泊CH4通量的空间分布特征,并结合湖泊沉积物展开实验室厌氧培养和微生物多样性组成谱分析,以期明晰小型湖泊CH4排放空间特征及驱动因素,为区域乃至更大尺度上准确估算淡水生态系统温室气体排放提供数据支撑,对大气的CH4通量及未来排放趋势提供依据。本研究的主要结论有:(1)大莲湖水-气界面CH4扩散通量在0.09~13.60μmol/(m~2·h),平均通量为6.83±3.09μmol/(m~2·h),且存在明显的空间分异。按照湖区方位和CH4排放通量值的大小将湖泊分为4个区域,依次为:湖区西南部9.49±2.14μmol/(m~2·h)>湖区东北部7.37±3.09μmol/(m~2·h)>湖区中部3.88±1.98μmol/(m~2·h),表明靠近河口的湖区西南部是湖泊最主要的CH4通量贡献源。(2)从环境因子与CH4溶存浓度的关系来看,表层水的CH4溶存浓度与p H、溶解氧均呈负相关关系,与氧化还原电位呈正相关关系,表层水和上覆水中的CH4溶存浓度与与总氮、总磷和化学需氧量等因素存在相关关系;从环境因子与CH4排放通量的关系来看,大莲湖CH4通量与溶解氧呈显著负相关关系,湖区东北部和中部的CH4与氧化还原电位存在显著的正相关关系。(3)大莲湖湖区沉积物CH4产生速率变化范围介于0.006~0.127 ng·g-1·d-1,且不同区域之间存在显著的差异性(p<0.05),具体表现为湖泊西南部(0.056±0.050 ng·g-1·d-1)>湖泊东北部(0.010±0.004 ng·g-1·d-1)>湖泊中部(0.007±0.0003 ng·g-1·d-1)。(4)湖区西南部产甲烷菌的优势群落为Methanothrix(甲烷丝菌属,26.1%)、Methanobacterium(甲烷杆菌属,4.4%)、Methanospirillum(甲烷螺菌属,0.8%),产甲烷的途径为乙酸发酵和氢化营养型,且该区域通过乙酸发酵的菌属相对丰度占比最大,为该湖区CH4高通量值和高产生速率做出贡献;湖区东北部产甲烷的优势群落为Methanomassiliicoccus(14.4%)、Methanolinea(甲烷杆菌属,15.3%)和Methanoregula(甲烷砾菌属,1.2%),产甲烷的主要途径为甲基营养型和氢化营养型,主要受到该湖区沼泽地带植物残渣等丰富有机质的影响;湖区中部产甲烷优势群落为Methanomassiliicoccus(15.9%)、Methanosarcina(甲烷八叠球菌属,1.6%)、Methanoculleus(甲烷囊菌属,0.2%),该区域甲烷产生的途径主要有乙酸发酵、氢化营养途径和甲基营养途径,虽产甲烷途径更加多样,但主要的优势菌属的相对丰度较低,致使该区域的CH4产生速率和通量均低于其余两个湖区,表明产甲烷菌群落组成和相对丰度是湖泊CH4的产生与排放的主要影响因素。
其他文献
二氧化碳浓度持续增加导致全球气候变暖,是当今人类社会面临的共同挑战。作为世界第二大经济体与碳排放第一大国,我国政府主动提出力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和的目标,而以城市快速扩张为特征的土地利用变化会导致大量的碳排放,因而从土地利用视角开展碳排放研究,有助于指导区域低碳发展,对于加快碳达峰及碳中和目标的实现具有重要意义。本文选取长三角城市群作为研究区,基于2001-2020年夜间
伴随着城市化进程不断加速,城市规模持续扩张,多中心空间战略逐渐成为地方政府推崇的发展理念。城市多中心结构、影响因素及其绩效已成为城市地理学研究的热点领域。长三角地区是中国人口最密集的地区之一,地方政府积极投入到新城建设和新区开发的浪潮之中,促进了城市空间结构多中心化。研究长三角城市多中心空间结构演变、影响因素和创新绩效,有助于优化长三角城市空间结构,提升城市空间绩效,具有一定的理论和现实意义。本研
获取无缝的PM2.5浓度数据是研究污染物时空分布连续变化的基本前提,也是大气环境监测与生命健康问题的重要基础。遥感反演PM2.5作为大范围高时空分辨率PM2.5浓度获取的重要途经,因其反演中采用数据多数是以极轨卫星获取得到,数据时空上存在不同程度的缺失,造成反演后的结果不完整。为了弥补数据缺失及减少因时相合成时数据缺失导致的系统偏差,对遥感反演PM2.5缺失数据重构成为了重要的热点研究问题之一。本
土壤有机碳(SOC)是生态系统碳储量中的一个重要组成部分,随着其变化,全球气候变化将产生深远的影响。而区域土地利用/覆被变化(LUCC)正是导致生态系统碳储量变化的主要原因。因此,探究土地利用变化与碳储量之间的关系,对区域陆地生态系统的认识具有重要意义,也有助于深入了解生态系统碳循环的影响机理,以探索科学合理的土地配置方案。本文以上海市为研究区域,基于2010、2015、2020年三期LUCC(土
全球城市化呈现迅猛增长趋势,城市人口规模、交通拥堵等城市问题日益突出,我国也面临相同挑战。评估城市的生态宜居性是城市和社会可持续发展的重要方向。其中,长三角生态绿色一体化示范区作为区域规划和城市化发展的典范,具有重要的发展意义,因此评估中国示范区的生态宜居性对于推动中国城市的可持续发展至关重要。本研究选择示范区作为研究区域,指标计算的土地利用分类基础数据由目视解译而来,空间分辨率为10m,结合GI
气候变化已成为当今社会最重要的环境问题,随着全球气候的不断变暖,海洋温度也随之升高;东海与毗邻的西北太平洋对我国气候的影响较大,也是近年来国际上关注的热点海域。本文利用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)海洋再分析数据集,主要研究了东海及毗邻的西北太平洋在1871~2010极端低温年和极端高温年温盐分布特征及温度和盐度的月际变化特征。本研究希望为深入了解东海及毗
随着生态旅游的快速发展,自然保护区成为新兴热门旅游目的地。自然保护区在具有高度旅游价值的同时具备自身独特的生态敏感性,应以保护为重点事项。在此背景下对自然保护区内的旅游开发与生态保护进行矛盾协调显得尤为重要。目前,越来越多的游客选择在网络上分享自己的旅游经历,使得互联网上汇集大量自发的、真实的游客信息,这种游客自发上传的地理信息为研究旅游带来的生态风险空间差异提供了新的可能性。本文以珠穆朗玛峰国家
共享单车作为近年来兴起的一种新型交通工具,在城市轨道交通的接驳中发挥着重要作用,能够妥善解决人们出行“最后一公里”的难题,提升人们的出行满意度。但是日益增多的共享单车也引发了不少新的问题,其中共享单车的时空分布不均衡问题尤为突出。当人们利用共享单车接驳地铁时,经常出现无车可用或者车辆积压过量等情况。因此基于出行者的真实需求对共享单车与轨道交通的接驳进行优化是亟待解决的问题。基于上述背景情况,本文以
研学旅行是一门新的综合实践活动课程,地理学科是开展研学旅行的主阵地,以课程化的方式开展高中地理研学旅行,有助于落实地理学科核心素养的培育。其中,课程设计是提高研学旅行课程的质量和内涵的一个重要环节,因此如何对高中地理研学旅行进行课程设计就显得尤为重要。本文通过问卷调查、访谈及对具体的课程设计案例进行分析,发现高中地理研学旅行课程在设计阶段存在的主要问题有:对研学旅行课程的价值认识不足;研学课程目标