人类活动和水文气候对亚热带季风河流中CO₂和CH₄动态的控制
随着全球气候变化和人类活动的加剧，河流系统中的碳排放已成为关注的焦点。Shuai Chen 等人的最新研究揭示了人类活动和水文气候条件如何共同调控亚热带季风河流中的二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）动态。这项研究通过对62条亚热带季风影响河流的流域季节性测量，系统地探讨了河流碳排放的多重影响因素，并揭示了土地利用和水体代谢对气体动态的深远影响。🌍🌊
英文题目：Anthropogenic and Hydroclimatic Controls on the CO2 andCH4 Dynamics in Subtropical Monsoon Rivers
中文译名：人类活动和水文气候对亚热带季风河流中 CO2 和 CH4 动态的控制
发布时间：2024年12月27日
发表期刊：AGU Water Resources Research
第一作者：Shuai Chen et al
第一单位：香港大学
DOI：10.1029/2024WR038341
人类活动对CO₂和CH₄排放的重大影响
研究发现，土地利用（如城市化、农业开发）和水体代谢在调节河流中CO₂和CH₄的时空分布上起着关键作用。尤其是营养物质和有机物的增加导致了CO₂和CH₄分压的升高。🏙️🌱
水文气候条件调控碳排放的季节性变化
研究还表明，河流中的CO₂和CH₄分压存在明显的季节性变化，这些变化主要受到气温、水温等水文气候因素的调控。特别是气温对河流生态系统代谢的影响显著，进而影响碳排放。🌡️🌧️
城市化和气候变暖对碳排放的强化作用
进一步的分析显示，随着城市化进程的加快和全球气温上升，河流系统中的CO₂和CH₄排放将进一步增加，尤其是甲烷的排放增幅可能会超过二氧化碳。🏙️🔥
土地利用与水体代谢调控碳动态🌍
土地利用，尤其是城市化和农业活动，对河流中的CO₂和CH₄分压起到了决定性作用。同时，水体代谢的变化（如有机物的降解）也是主要的影响因素。
水文气候条件对季节性变化的主导作用🌧️
季节性变化：河流中CO₂和CH₄的季节性波动与水文气候条件密切相关，特别是温度对水体代谢的调节作用直接影响了这些温室气体的排放。
城市化与气候变暖的协同效应🔥
增强的排放：随着城市化进程加快和全球变暖，河流系统中的甲烷和二氧化碳排放将加剧，尤其是在气温升高的背景下，甲烷的排放增幅可能超过二氧化碳。
这项研究为我们提供了关于亚热带季风河流中碳排放的全面分析，首次探讨了流域范围内各因素如何共同影响河流中的CO₂和CH₄动态。结果显示，河流的CO₂和CH₄分压在空间和时间上的变化，受到流域地形、土壤特性、土地利用、气候和水文条件的共同控制，而这些因素通过调节水体代谢和生物地球化学过程来影响碳排放。
土地利用和气温是CO₂和CH₄排放的主要预测因子，特别是气温对甲烷排放的影响最为显著。研究还表明，随着城市化的推进和气候变化的加剧，未来河流系统的碳排放可能会显著增加，尤其是甲烷的排放增幅可能远超二氧化碳。
未来展望：该研究为预测和管理亚热带季风河流中的碳排放提供了强有力的工具，并建议未来的研究应进一步探索甲烷气泡的排放和更高时空分辨率的数据，以便更好地理解人类活动、气候变化与河流碳排放之间的复杂关系。🌍🔬
图1. 珠江流域(PRB)内采样集水区(n=62)异养土壤呼吸(a)和土地利用类型(b/c/d/e和f)分布位置图。
图2. 三大流域和四小流域的季节性变化。
图3. 多个预测因子对地表水的相对影响(a)pCO2和(b)pCH4。
图4.所选多元线性回归模型中测量值与模型值之间的关系地表水(a)pCO2和(b)pCH4。
图5. 根据水温(Tw)和DO对pCH4的交互影响预测pCH4的分布。
图6. PLS-PM建模结果揭示了关键因素对(a)pCO2和(b)pCH4的直接和间接影响。
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