巢湖不同富营养化区域甲烷排放通量与途径

何 凯,王洪伟,胡晓康 ,安燕飞,钟继承,张 雷* (.安徽大学资源与环境工程学院,安徽 合肥 3060；.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京 0008；3.中国科学院大学资源与环境学院,北京 00049)

湖泊是内陆水体重要组成部分,在有机碳储存、转运和矿化过程中起着重要作用[1].湖底沉积物富含有机质、且处于较强的还原环境,是产CH4的活跃区域,产生的CH4穿过沉积物-水界面、水-气界面进入大气[2-4].虽然湖泊所占面积不足陆地总面积的4%[5],但却是CH4的重要自然源,在全球CH4排放中起着关键作用[6].

富营养化使得湖泊内生性有机碳增加,大量藻类的分解导致湖水和沉积物中 DO减少[7-8],CH4产生速率升高、氧化率下降[9-11],从而增加湖泊CH4排放[12].浅水湖泊因其水环境容量小、营养物质循环迅速,往往面临更严重的富营养化问题[13].浅水湖泊频繁的风浪扰动作用促进了水体循环与混合,从而加速了沉积物中CH4的排放[14];而且浅水湖泊水深浅,没有温跃层的阻挡作用,减小了 CH4在水体中的氧化距离[15].因此,浅水湖泊常常具有较高的 CH4排放通量[13].

在浅水湖泊中,CH4可以通过扩散、冒泡、植物传输等途径排放[15-16],其中植物传输仅存在于水生植物生长区[17].研究表明,湖泊、池塘和水库中通过扩散排放产生的 CH4估计占总排放量的 21%～46%[15,18],冒泡对于 CH4排放具有更大的贡献量[19].当前对 CH4通量的估算大多基于北方高纬度区域[6,20],而越来越多的证据表明亚热带和热带湖泊的CH4排放速率高于高纬度地区湖泊……