河流和湖泊等內陸水體在全球碳循環中具有輸運通道、轉化場所及存儲器等重要作用。陸地生態系統約60%的碳匯通過河流輸出進入湖泊，且內陸水體排放的溫室氣體抵消了約80%的陸地生態系統碳匯。然而，河湖系統碳循環過程復雜，有限的觀測樣本不足以描繪碳循環全貌，進而難以解答“碳黑洞”謎題。典型河湖調查資料認為，溶解有機碳濃度低于顆粒有機碳濃度，且湖泊溶解有機碳與總有機碳濃度比值恒定為0.9，但以上結論與我國河湖的適用性尚缺乏系統性論證。
針對上述問題，中國科學院南京地理與湖泊研究所副研究員劉東團隊基于全國356條河流和422個湖泊溶解有機碳、溶解無機碳以及顆粒有機碳最新調查資料，揭示了中國河湖不同碳形態組成的空間格局，取得了中國河湖有機碳組成新認知。
研究發現，我國河湖溶解有機碳濃度表現出較大的空間分異。其中，湖泊溶解有機碳空間變異性更強，且河流和湖泊溶解有機碳濃度變化范圍分別為0.1–91.6mg/L和0.2–790.5mg/L。與胡煥庸線東南側相比，西北側大部分河流溶解有機碳濃度較低，而湖泊溶解有機碳濃度更高。同時，我國河湖溶解無機碳濃度呈現類似特征，即湖泊溶解無機碳空間變異性較河流更強。河流和湖泊溶解無機碳濃度變化范圍分別為0.7–55.6mg/L和1.17–2068.0mg/L，且胡煥庸線西北側和東南側河流溶解無機碳濃度均較低，但西北側湖泊溶解無機碳濃度顯著高于東南側湖泊。研究顯示，我國河湖顆粒有機碳濃度也存在明顯空間分異特征，但空間格局與上述溶解態碳不同。河流顆粒有機碳濃度整體大于湖泊，平均濃度分別為13.8±127.7mg/L和2.8±3.5mg/L，且河流輸入的顆粒有機碳大量沉積在湖泊中，這種情況多見于具有低顆粒有機碳濃度的青藏西北部湖泊。
進一步，研究人員計算出我國河流溶解與顆粒有機碳比值范圍為0.001–49.6，均值為2.6±5.1。其中，56.9%的河流溶解有機碳濃度高于顆粒有機碳，且2/3位于人口密集的胡煥庸線東南側。研究表明，人類活動是河流溶解有機碳比重上升的主要原因，即人為排污等同時增加內外源溶解有機碳，但水庫攔蓄導致顆粒有機碳沉積，進而提升溶解有機碳比重。因此，“溶解有機碳濃度低于顆粒有機碳”的假設不適用于我國河流。同時，我國湖泊溶解有機碳與總有機碳濃度比值范圍為0.1–0.99，均值為0.8±0.2，而胡煥庸線西北側77.8%的湖泊比值大于0.9，東南側92.9%湖泊的比值小于0.9。此前，已有假設主要基于歐美高溶解有機碳濃度的湖泊觀測資料，而我國東南部湖泊溶解有機碳濃度低，且因藻類增殖通常具有高顆粒有機碳濃度，導致兩者比值降低。因此，“溶解有機碳與總有機碳濃度比值恒定為0.9”的假設亦不適用于我國湖泊。
近期，相關研究成果發表在《科學通報》（Science Bulletin）上。
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本文鏈接：研究揭示我國河流和湖泊碳形態組成新認知http://www.sq15.cn/show-12-1382-0.html
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