長(zhǎng)江，全長(zhǎng)6300余千米，中國(guó)第一大河，干流自西而東橫貫中國(guó)中部，數(shù)百條支流輻輳南北，于崇明島以東注入東海，流域面積180萬(wàn)平方千米，約占全國(guó)總面積的1/5，年入海水量9513億立方米，占全國(guó)河流總?cè)牒Ｋ康?/3以上。
長(zhǎng)江承載著豐富的生態(tài)系統(tǒng)和人類活動(dòng)，對(duì)于全球氣候變化的干預(yù)具有重要意義。在全球溫室氣體變化成為全球關(guān)注焦點(diǎn)的當(dāng)下，長(zhǎng)江作為世界上最大的亞熱帶河流，碳氮存儲(chǔ)量備受科研研究所關(guān)注。
今天的推薦的文章將帶大家揭秘中國(guó)長(zhǎng)江流域溶解溫室氣體（CO2、CH4和N2O）的空間分布和調(diào)控因素。
河流，尤其是（亞）熱帶地區(qū)的大型河流，在全球溫室氣體預(yù)算中起著重要作用。在大尺度溫室氣體預(yù)算中忽略水生成分可能會(huì)高估陸地生態(tài)系統(tǒng)中碳和氮的儲(chǔ)存量，但由于河流數(shù)據(jù)集的空間分布偏差，對(duì)潛在生態(tài)過程的理解不足，河流溫室氣體排放的估計(jì)存在很大的不確定性。長(zhǎng)江是世界上最大的亞熱帶河流，近幾十年來(lái)面臨著密集的人類活動(dòng)。三峽大壩（TGD）不同時(shí)空尺度的溫室氣體排放和河口河流碳輸出受到廣泛關(guān)注。然而，目前還缺乏關(guān)于長(zhǎng)江流域溫室氣體濃度大尺度縱向模式和驅(qū)動(dòng)因素的研究。
長(zhǎng)江從青藏高原流入大海，其水文形態(tài)和生物地球化學(xué)配置梯度較大，為理清大尺度格局的調(diào)控機(jī)制提供了理想系統(tǒng)。為生成溶解溫室氣體濃度的空間數(shù)據(jù)集，了解和預(yù)測(cè)溫室氣體的空間趨勢(shì)，以及深入了解不同溫室氣體來(lái)源在大型河流尺度上的作用。研究人員于2020年10月17日至11月4日期間在長(zhǎng)江干流和支流進(jìn)行了采樣活動(dòng)，收集了溫室氣體濃度（CO2、CH4和N2O，Picarro G2508氣體濃度分析儀）和水化學(xué)參數(shù)（原位水溫、電導(dǎo)率、pH值、溶解氧、NO3–、NH4+、溶解總磷 (DTP) 濃度）的測(cè)量結(jié)果，并將結(jié)果與上、中、下游的水文形態(tài)特征相結(jié)合。
【結(jié)果】
（a-c）長(zhǎng)江干流和支流中CO2、CH4和N2O摩爾濃度箱線圖，分別按上、中和下游分類。（d-f）分別為長(zhǎng)江干流中觀測(cè)到的CO2、CH4和N2O濃度圖。
采樣點(diǎn)組顯示了預(yù)測(cè)長(zhǎng)江干流溫室氣體濃度的參數(shù)之間的關(guān)系。（I）影響溫室氣體濃度的預(yù)測(cè)因子的回歸樹。（Ⅱ）各終端節(jié)點(diǎn)內(nèi)采樣點(diǎn)的空間表征，表明長(zhǎng)江沿岸溫室氣體濃度相似的采樣點(diǎn)具有相同的預(yù)測(cè)因子。CO2、CH4和N2O的交叉驗(yàn)證均方根誤差分別為13.5、0.13、0.20，R2分別為0.49、0.31和0.68。
【結(jié)論】
研究首次系統(tǒng)地估計(jì)了長(zhǎng)江沿岸溫室氣體（GHG）的縱向變化以及土地覆蓋和水生物地球化學(xué)對(duì)三種溫室氣體的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)江中游地區(qū)CO2和N2O濃度較高，存在顯著的空間集聚現(xiàn)象。非線性回歸結(jié)果表明，濕地覆蓋度高、溶解氧低時(shí)，河流溫室氣體排放量高。濕地和氧氣，而不是三峽大壩和支流，分別是CO2和CH4濃度空間變化的主要相關(guān)因素。令人驚訝的是，CO2可以很好地預(yù)測(cè)N2O，這意味著它們有共同的驅(qū)動(dòng)因素或來(lái)源。作者建議在估算長(zhǎng)江流域溫室氣體排放時(shí)考慮濕地對(duì)溫室氣體預(yù)算的貢獻(xiàn)及其對(duì)環(huán)境變化的敏感性。根據(jù)研究，未來(lái)對(duì)大型河流溫室氣體排放的控制可能很大程度上取決于如何通過減少養(yǎng)分負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)外部輸入和內(nèi)部代謝。
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