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                    新聞公告 > 今日蘭大

                    蘭州大學研究團隊在沙漠湖泊CO2通量研究中取得新進展

                    發布日期:2021-05-21

                    碳循環是地球系統重要的生物地球化學循環之一。工業革命以來,大氣中CO2濃度的升高及與此相關的近百年來氣候變暖事實,使解析CO2收支的途徑與動態成為科學前沿問題。越來越多的研究證明湖泊或存在碳匯現象,其固碳作用可能被低估。巴丹吉林沙漠是我國第二大沙漠,擁有世界上高度最大的沙丘。該沙漠腹地及其外緣有常年積水湖泊約110個,且多為鹽堿湖,湖泊內部或其周邊有明顯的鈣華分布,表明湖泊碳循環過程十分活躍。由于自然條件嚴酷,加之交通和通訊落后,沙漠湖泊群CO2的收支平衡尚不明確,對湖-氣界面CO2交換機制更缺乏認識。

                    圖1(a)音德爾圖位置及觀測采樣點;(b)湖面渦度相關系統;(c)磨盤島

                    為量化沙漠地區碳收支途徑及其動態,王乃昂教授研究團隊于2012年在巴丹吉林沙漠腹地音德爾圖湖中心的鈣華島上安裝了渦度相關系統(EC)(圖1),主要監測CO2通量在不同時間尺度上的變化,以期揭示CO2通量的源/匯性質、主要影響因素和機制。研究發現,音德爾圖在觀測期間內是凈CO2的匯,CO2通量年凈吸收量在-77.6至-108.1g·C·m-2a-1之間,湖泊固碳作用明顯。由音德爾圖碳匯速率的平均狀態,可估算出巴丹吉林沙漠全部湖泊每年吸收CO2約1.91×103t,降低了大氣中二氧化碳的增速,有助于減緩全球變暖。

                    控制音德爾圖CO2通量的主要氣象因素在不同時間尺度上有所不同(圖2)。半小時尺度上,飽和水氣壓差(VPD)、相對濕度(RH)對CO2通量的影響較大,且與相對濕度(RH)之間存在負相關關系;除2015年外,日尺度上CO2通量與氣溫(Ta)、水表面溫度(Ts)、凈輻射(Rn)、飽和水氣壓差(VPD)表現出顯著的線性關系;月尺度上,飽和水氣壓差(VPD)與CO2通量之間具有明顯的正相關關系,相對濕度(RH)和湖泊水位的作用則較弱。年尺度上,CO2通量和氣象因素之間的關系不明顯。渦動站和磨盤島的鈣華、泉水δ13C檢測結果表明,生物在分餾的過程中影響很小。控制音德爾圖CO2吸收和釋放的主要機制是無機過程,亦即以溫度驅動的pH為主導,調節著湖-氣界面CO2的交換(圖3、4)。

                    圖2 2012-2017年不同時間尺度上CO2通量與各氣象因素之間的關系

                    圖3 pH的季節平均值及標準差

                    圖4 CO2通量與pH的關系

                    以上研究明確了沙漠湖泊CO2的變化特征及影響機制,其結果為找尋全球迷失碳的途徑和制定全球氣候變化適應對策提供了新的思路,同時也為制定節能減排和碳中和政策提供了區域數據支撐。研究成果以“Variation Characteristics and Influencing Mechanism of CO2 Flux from Lakes in the Badain Jaran Desert: A Case Study of Yindeer Lake”為題發表于Ecological Indicators上,蘭州大學2018級地球系統科學專業博士研究生楊萍為論文第一作者,冰川與沙漠研究中心王乃昂教授為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金重點項目(41530745)、國家自然科學基金面上項目 (41871021)的資助。

                    來源:資源環境學院

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