大型水库分层期和混合期溶存温室气体空间变化及排放通量

水库作为温室气体的重要来源,对区域气候变化有不可忽略的影响。然而,目前对水库溶存温室气体的空间异质性及垂向特征的认知仍然欠缺。为了揭示水库分层期和混合期溶存温室气体空间特征及排放通量,也为厘清水库温室气体产生和排放的关键过程提供重要支撑。研究选择东北地区大型水库——汤河水库为对象,于2021年79月和10月(分别代表水库分层期和混合期)对水库不同位置(坝前、库中和库尾)开展溶存温室气体垂向分层监测。研究结果显示,水库CH 4排放通量变化范围为0.018~0.174 mmol/(m^(2)·d),是大气CH 4的源,空间分布为库尾>库中>坝前;CO_(2)通量为-4.91~58.77 mmol/(m^(2)·d),除分层期东支库尾,其余点位均表现为大气CO_(2)的源,空间分布为坝前>库中>库尾。时间上,分层期CH 4排放通量(0.071±0.044 mmol/(m^(2)·d))高于混合期((0.027±0.008)mmol/(m^(2)·d));分层期CO_(2)排放通量((5.12±5.50)mmol/(m^(2)·d))明显低于混合期((42.76±16.72)mmol/(m^(2)·d))。水温和径流的变化共同影响CH 4和CO_(2)排放通量。结合水库溶存温室气体垂向分布特征,水库CH 4的生成热区主要在坝前和库尾。分层期的水库溶存CH 4在坝前和库中底层大量累积,原因是等温层的持续缺氧以及上下水层的交换能力限制。与国内其它水库温室气体排放通量对比发现,水库的不同时期(分层期和混合期)、空间位置(坝前、库中和库尾)以及库龄是准确评估水库温室气体排放的关键因素。