水分和温度交互作用下城市景观水体湖滨带沉积物CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O排放研究

为模拟极端天气条件下关键的环境因子对城市景观水体湖滨带温室气体(GHGs)排放的影响,本研究以GHGs高排放样地-南京星甸湿地公园为研究对象,采集湖滨带表层沉积物进行室内培养,探讨在不同水分和温度条件下沉积物GHGs累计排放量和理化性质的变化差异。研究发现:①长期高温会抑制土壤呼吸,30℃淹水处理组在培养前期的GHGs排放速率是培养后期的1.6~4.1倍,这是由于随着培养时间的增长环境内DOC含量和C/N下降,有限碳含量不足以维持现有微生物生存需求,大量微生物死亡,不利于GHGs的排放;②在适宜温度内,水分增加和温度升高都会促进城市景观水体湖滨带沉积物GHGs的排放,这是由于淹水和增温都有利于沉积物中的厌氧微生物的繁殖与代谢,加速了有机质(DOM)-类富里酸的分解,CO_(2)和CH_(4)作为微生物分解DOM的副产物也增加了排放总量,此外,增温有利于影响硝化-反硝化过程的生物酶的活性,N_(2)O的排放总量也有所增加。结果表明:未来应该高度关注不同环境条件下外源溶解性碳输入对景观水体温室气体排放的影响,为准确评估城市景观水体对全球碳排放的贡献并制定减排政策提供重要理论依据。

城市化地区典型水体的N_(2)O排放通量特征--以南京市为例

内陆淡水水体是大气中N_(2)O的重要排放源,然而目前对于内陆典型城市水体N_(2)O排放通量的监测数据依然匮乏,典型城市水体的N_(2)O排放特征及驱动因素尚不清楚。本研究选取了南京市江北新区的典型水体,包括湖库、河流、养殖池塘和景观池塘,在2020年5月—2021年4月利用漂浮箱法连续监测了不同水体类型的水-气界面N_(2)O排放特征,并通过测定水环境特征,探究驱动水体N_(2)O排放通量的关键因素。研究结果表明,典型城市水体整体均表现为N_(2)O排放源,河流和养殖池塘的日平均排放通量最大,分别为(503±1236)μg m^(-2)d^(-1)和(508±797)μg m^(-2)d^(-1),其次为景观池塘((179±989)μg m^(-2)d^(-1)),而湖库的N_(2)O排放通量最小,仅表现为微弱的N_(2)O排放源((54±212)μg m^(-2)d^(-1))。水体的N_(2)O排放呈现季节性差异,河流和养殖池塘夏季的N_(2)O排放通量显著高于其他季节(P<0.01)。水体全年N_(2)O排放数据与水体温度和溶解氧含量(DO)呈显著相关。而在温度较高的5月份—9月份(>20℃),氮输入成为影响N_(2)O排放通量的关键因素(P<0.01),因此控制城市水体的氮输入尤其是在水温较高的夏季是减少N_(2)O排放的有利措施。此外,由于水文化学条件差异等因素,小型封闭水体包括养殖池塘和景观池塘的N_(2)O排放通量差异较大,未来应加强监测不同水体的水文化学特征和N_(2)O的时空排放特征,探讨影响小型封闭水体水-气界面N_(2)O排放通量的具体驱动因素。此研究为城市区域N_(2)O排放的精准核算提供了数据支撑,为N_(2)O排放模型的修正提供了科学依据。