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淡水体系水-气界面二氧化碳(CO2)交换量的大尺度(包括区域和全球两个层面)估算,一直是碳循环研究中的薄弱环节。长江是全球重要河流,也是受人类活动影响最为严重的河流之一。本研究将近30年的历史数据、相关文献报道和野外实测数据(2013-2014年、2015-2016年)结合,对长江流域水-气界面CO2交换进行全面系统的研究。其研究成果对中低纬度地区同类河流水-气界面的CO2交换的研究具有重要的借鉴、推广意义。主要研究成果如下:(1)1960s-1985年和1991-2003年两个历史时期该流域水体的pH变化不大,整体上保持稳定。从上游到下游,长江干、支流pH均呈逐渐降低趋势。长江下游水体有酸化现象,大通水文站水体的pH从1964至2011年呈现出逐年减小的趋势。(2)长江干、支流水体中CO2均处于过饱和的状态,是大气中CO2的源。支流河道的pCO2高于干流河道。从上游到下游,干流pCO2总体上呈现出升高的趋势,越靠近河口越高。此外,随着河流级数(斯特拉勒河流分级法)的增加,pCO2呈现出降低的趋势,湍流度较大的小溪流往往会释放大量的CO2。受溶解有机碳分解影响,异养河流中的pCO2一般较高。相反,在湖泊(天然湖泊和水库)水体中,由于水体热分层可以控制水体中CO2的浓度和浮游生物的代谢,在浮游植物适合生长的季节,通过光合作用吸收CO2,使湖泊水体呈现出低水平的pCO2。(3)长江与世界其他主要河流相似,是大气中CO2的重要来源。根据本文建立的内陆水体(河流、水库、天然湖泊)CO2交换通量估算模型,长江流域河流、水库、天然湖泊CO2释放速率分别为107.8mol/m2.yr、5.7mol/m2·yr及6.1mol/m2·yr。各支流水-气界面CO2交换通量大于其向干流输送的碳通量,表明河流水-气界面的碳交换在河流碳循环过程中占有重要地位。(4)全流域河流CO2交换通量为77.7 Tg·C/yr,该释放量占全球河流CO2释放量的4.3%左右。全流域水库CO2交换通量为0.7Tg·C/yr,占全球水库释放CO2量的1.5%左右。全流域湖泊水—气界面CO2的交换通量为1.3 Tg·Cyr,约占全球湖泊CO2释放量的0.2%。每年从长江流域水体释放的CO2是其入海碳通量(24.8Tg·C/yr)的3倍左右,虽然该流域湖库的C02交换通量只占全球湖泊和水库释放C02量的0.35%左右,但是在区域碳收支估算上由其水面释放的碳却是相当重要的组分。长江流域水体释放的C02占全球内陆水体(河流、天然湖泊、水库)C02释放量的3.4%左右。