全球氣候變化的背景之下,，準確估算全球碳收支對未來的可持續(xù)發(fā)展至關重要。內(nèi)陸水體排放的CO2主要來自陸地生態(tài)系統(tǒng)的呼吸作用,，一般以溶解的土壤或者濕地CO2的形式進入的水生系統(tǒng)，或者來自水體中源自陸地衍生有機物的礦化作用,，將有機碳轉化為溶解的CO2,。內(nèi)陸水體是全球碳循環(huán)的重要組成部分,，可以輸移和轉化大量源于自然和人類活動的碳,，并向大氣中排放以CO2為主的溫室氣體，對大氣中溫室氣體的濃度產(chǎn)生直接影響。因此,，準確估算內(nèi)陸水體的CO2排放量在全球碳循環(huán)的研究中有非常重要的意義,。
學院楊現(xiàn)坤副教授與香港大學冉立山老師,，聯(lián)合美國,，瑞士,，澳大利亞和德國的合作者首次對我國經(jīng)濟高速發(fā)展階段的三十年內(nèi)（1980年代和2010年代）的內(nèi)陸水體（河流，湖泊,，和水庫）CO2排放變化進行估算,。研究結果發(fā)表在本周出版的Nature Communications期刊上。
基于大尺度衛(wèi)星遙感技術,，以及1980年代在1709個地點收集的歷史水化學數(shù)據(jù)和最近在中國1064個地點進行的野外采樣數(shù)據(jù),，本研究估算了中國內(nèi)陸水體的CO2排放通量。結果表明,，中國內(nèi)陸水體的CO2排放通量已從1980年代每年1.38±0.31億噸（約5.06億噸CO2）降至2010年代的每年0.98±0.19億噸（約3.59億噸CO2）,，表明在過去的30年間中國內(nèi)陸水體CO2排放量總體下降了29％,；河流是內(nèi)陸水體CO2排放的主要來源，占總排放量的88–93％,。在空間分布上,，只有青藏高原的內(nèi)陸水體CO2排放在30年間呈現(xiàn)了增加的趨勢,，河流和湖泊的CO2排放分別增加18％和81％。而中國其他地區(qū)的河流CO2排放均呈下降趨勢（降低31–56％）,。
圖1.1980年代（上）和2010年代（下）汛期（右）和非汛期（左）實測CO2分壓變化
圖2 1980年代和2010年代中國內(nèi)陸水體二氧化碳總釋放量對比
本研究的另一重要貢獻是準確估算1980年代和2010年代中國區(qū)域的水面積變化,。在參考了歷史資料的同時，研究人員采用高精度衛(wèi)星影像對中國當代的內(nèi)陸水體面積進行了重新分析提取,。結果表明，1980年代中國河流非汛期水面積為55,488±12,886 km2,，汛期為65,076±14,357 km2,。到2010年代,，河流非汛期水面積下降至51,003±14,439 km2,，汛期河流水面積降至58,279±15027 km2，總體下降了8.1?10.4％,。而遙感結果表明湖泊和水庫的面積則呈現(xiàn)增加的趨勢，湖泊面積由1980年代的79,196±6415 km2增加到2010年代的82,570±6688 km2,，水庫面積則從1980年代的14,772±1196 km2增加到2010年代的25,616±2075 km2。由于這個階段中國經(jīng)濟蓬勃發(fā)展刺激了對能源和糧食生產(chǎn)的需求,，從1980年代到2010年代之間我國完成了約15,000個新水庫的建設，水庫的存儲容量增加了一倍以上,。自然河流向水庫轉化后，具有類似于湖泊的理化特性,，從而大大減少了CO2的排放,。如果將河流和水庫一起考慮，則在最近的30年中,，它們的總CO2排放量減少了大約三分之一,，這在很大程度上是由于中國各地的水庫蓄水所致,。
圖3 DEM中國河流的DEM提取結果與本研究的提取結果對比
研究表明,，如考慮1980年代中國內(nèi)陸水體排放的CO2，會使當時全國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的估算結果減少24–59％,。自1980年代初開始實施全國性的生態(tài)恢復計劃以來,，中國的陸地生態(tài)系統(tǒng)在2010年代得到了極大的恢復。即便如此,，考慮到2010年代內(nèi)陸水體排放的CO2,，也可以抵消17–21％陸地碳匯,。由于內(nèi)陸水體排放的CO2當前尚未納入我國陸地景觀的碳收支中，忽略內(nèi)陸水域的碳排放可能會很大程度高估森林等生態(tài)系統(tǒng)的陸地碳匯,。
該研究結果對于全球碳排放評估的貢獻是：中國內(nèi)陸水體排放的CO2約占全球排放的5–7％,，基于此結果更新后的全球內(nèi)陸水體CO2排放將增加約1億噸?？紤]到我國橫跨世界上大多數(shù)氣候帶以及多樣化的地貌系統(tǒng),，而且還涵蓋了大多數(shù)全球植被類型，此項基于中國的研究具有全球性的參考價值,。如果忽略內(nèi)陸水體CO2排放,，在評價全球陸地生態(tài)系統(tǒng)在碳平衡中的作用時，可能產(chǎn)生非常大的誤差,。
學院楊現(xiàn)坤副教授為該論文共同通訊作者,，承擔了本研究中中國內(nèi)陸水體遙感監(jiān)測和分析的部分，研究助理田明揚老師也參與了本項研究,，對本項的外業(yè)調(diào)研、水化學數(shù)據(jù)分析做了大量工作,。此項研究得到國家自然科學基金及廣州大學百人計劃啟動金資助,。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-21926-6
期刊簡介
《Nature Communications》(自然-通訊),，簡稱NC，是英國《Nature》(自然)雜志首個冠名“Nature”品牌的純開放獲取期刊,，致力于發(fā)表生物、物理,、化學和地球科學等各領域的高質(zhì)量研究,。NC是被自然指數(shù)收錄的5大綜合性期刊之一（包括Nature,，Science,，NC, PNAS, Science Advances）,。NC 在2019年影響因子為12.309,。
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