東北地理所在河流溶解性有機(jī)碳來(lái)源研究中取得進(jìn)展
全球河流每年向海洋輸入0.38-0.5 Gt有機(jī)碳，其中的55%都是以溶解性狀態(tài)存在。溶解性有機(jī)碳（DOC）是河流輸運(yùn)碳的主要形式之一，全球河流DOC平均含量為5-6mg/L，河流DOC的成分及來(lái)源較為復(fù)雜，是當(dāng)今碳循環(huán)研究的熱點(diǎn)。河流輸送到海洋的DOC受自然和人為雙重因素的影響，不同流域類型的河流DOC存在顯著的時(shí)空差異。研究河流水體有機(jī)碳的來(lái)源及通量，有助于掌握全球碳收支和定量估算人類活動(dòng)對(duì)河流碳循環(huán)的影響。
河流水體DOC的來(lái)源主要包括內(nèi)源和外源2個(gè)部分，土壤有機(jī)質(zhì)的侵蝕、陸生植物殘?bào)w以及人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)排放的有機(jī)物等是外源有機(jī)碳的主要來(lái)源；而內(nèi)源DOC主要源于河流中植物葉綠體光合作用、細(xì)菌及其分泌物等。中國(guó)海河流域工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，河流水體污染現(xiàn)象嚴(yán)重，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學(xué)科組的科研人員對(duì)海河流域水體進(jìn)行了野外調(diào)查采樣，基于三維熒光技術(shù)和穩(wěn)定同位素分析技術(shù)解析了河流水體中DOC來(lái)源：1）受蒸發(fā)作用影響，海河流域河水中春季DOC濃度明顯高于秋季(p < 0.01)，但春季DOC中陸源組分比例明顯低于秋季；2）海河流域河流水體中DOC主要來(lái)源于陸源物質(zhì)，主要包括生活污水（9.8%-81.2%）和陸生植物殘?bào)w（13.3%-65.8%）；3）按照海河流域河水中DOC的主要來(lái)源可將河水分為4個(gè)類型：I型河水，DOC主要來(lái)自生活污水（81.2%）；II型河水，DOC主要來(lái)自陸生植物殘?bào)w（65.8%）；III型河水，DOC主要來(lái)自土壤有機(jī)質(zhì)（36.4%）；IV型河水，DOC主要來(lái)自浮游生物（33.9%）（圖1）。本研究結(jié)果進(jìn)一步掌握了河流水體中有機(jī)碳的組成、含量及來(lái)源等，有助于加深對(duì)河流水體有機(jī)碳循環(huán)生物地球化學(xué)過(guò)程的理解，為進(jìn)一步開(kāi)展河流水體有機(jī)碳循環(huán)研究工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
圖1海河流域河流水體中DOC來(lái)源解析圖
該研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊Environmental Pollution上，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所溫志丹副研究員為第一作者，宋開(kāi)山研究員為通訊作者。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(41730104)和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(2020234)的共同資助。
論文信息如下：
Wen Zhidan, Song Kaishan*, Liu Ge, Lyu Lili, Shang Yingxin, Fang Chong, Du Jia. Characterizing DOC sources in China’s Haihe River basin using spectroscopy and stable carbon isotopes. Environmental Pollution, 2020, 258, 113684. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.113684
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