武汉市汤逊湖水-气界面CO2通量昼间变化观测及其影响因素分析

作者：田小康; 吴忠立; 林斯静; 殷美绮; 杨富伟; 谭东杨; 李思悦^*

来源：第四纪研究, 2023, 43(02): 625-636.

• 水-气界面
• 日变化
• 环境因子
• 薄边层模型法

为探究亚洲最大城中湖武汉市汤逊湖水体溶存CO2浓度(pCO2)及水-气界面CO2通量(FCO2)日变化规律，于冬季(1周)和夏季(3个昼间)对汤逊湖的两个样点(TXH1和TXH2)进行表层水样分析，并用水质参数仪和风速仪现场测定环境气象因子(pH、 DO、 DO%、 EC、水温、气温、风速),在实验室测定碱度。用CO2 SYS模型计算(水温、 pH和碱度)水体pCO2,薄边层模型计算湖泊水-气界面FCO2,研究结果表明pCO2和FCO2在日尺度及季节尺度上有着显著性差异，且两个取样点间有显著性差异。汤逊湖存在CO2“源/汇”功能转换，整体上呈现“源”的特征。TXH1表层水pCO2均值为585.5±758.2μatm,FCO2均值为3.52±20.58 mmol/(m2·d); TXH2表层水pCO2均值为799.3±579.4μatm,FCO2均值为6.53±14.81 mmol/(m2·d)。冬季TXH2表层水pCO2均值(1032.1±183.5μatm)高于TXH1(均值为348.2±119.8μatm);夏季TXH2表层水pCO2(均值为391.9±783.1μatm)低于TXH1(均值为1000.7±1143.8μatm);冬季TXH2的FCO2平均值(13.94±3.91 mmol/(m2·d))高于TXH1的平均值(-1.36±2.80 mmol/(m2·d),夏季TXH2的FCO2平均值(-6.43±17.77 mmol/(m2·d))低于TXH1的平均值(12.06±32.49 mmol/(m2·d))。pCO2和FCO2受环境因子EC、 DO、水温、气温的影响，并通过逐步回归分析得到DO和水温是影响FCO2的主要环境因子。通过pCO2和FCO2各时间点均值和总均值比较，发现11:30～12:00时取样能较好地代表冬季8:00～15:30时之间的水-气界面碳释放，8:00～9:00时取样能较好地代表夏季7:00～18:30时之间的水-气界面碳释放。

• 单位
  生物工程学院; 武汉工程大学