天然水体中存在同化二氧化碳(CO2)的光合作用,也存在释放CO2的微生物呼吸过程.地球表层水体与大气之间的CO2交换构成全球碳循环的一个重要环节.水-气之间CO2交换的方向和通量主要受大气圈和水体表层CO2分压(pCO2)的制约.水体pCO2值可以通过对近水面气体成分变化过程的现场仪器检测或者根据测定的水体化学参数运用经验公式计算求得.迄今对陆地水体,尤其河流筑坝形成的“蓄水河流”(下称水库)水体CO2动态研究中,由于水域及其近表层大气成分的时空多变,一般采用水化学参数计算方法求得水体的pCO2值.全球约70.97％的水库表层水体pCO2高于大气pCO2.全球尺度上水库表层水体pCO2自热带向寒温带逐渐递减;单个水库水体的pCO2一般呈现“出库＞入库＞库中”、pCO2随深度而增加的变化规律.水库表层水体pCO2的时间变化一般表现为“冬季＞夏季、消融期＞冰冻期、黑夜＞白天”.水库水体的pCO2是其水化学平衡的结果,受水温、水体pH、水生生物活动以及外来水体的混合等多种因素影响,变化较为复杂.为精确量化水库水-气界面CO2交换通量,水文学、湖沼学、生态学和地球化学等领域的学者有必要合作,共同努力进行水库流域尺度的实地观测,完善水体溶解无机碳计算模型,深入探讨水库水体碳动力学机制,为全球碳循环研究和气候变化预测提供可靠的基础数据.
水库 碳循环 pCO2 CO2交换