東北地理所在河流CO2排放通量研究中取得新進(jìn)展
河流在全球碳循環(huán)中起著至關(guān)重要的作用。作為連接著陸地和海洋的動(dòng)態(tài)管道，河流水體的CO2排放及其源匯格局一直是國(guó)際研究的熱點(diǎn)。如何快速而準(zhǔn)確地評(píng)估大尺度范圍河流水體CO2排放通量的時(shí)空變化是目前碳循環(huán)領(lǐng)域研究者們所面臨得重大挑戰(zhàn)。
中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所水環(huán)境遙感學(xué)科組科研人員以松花江為研究對(duì)象，率先建立了河流表層水體CO2分壓（pCO2）遙感反演算法，利用哨兵二號(hào)時(shí)間序列衛(wèi)星影像實(shí)現(xiàn)了松花江表層水體pCO2 10m分辨率的逐年高精度制圖，并估算了松花江水-氣界面CO2排放通量。研究結(jié)果表明2016-2022年松花江表層水體pCO2年際變化較小，多年均值為395 μatm；通過分析2022年pCO2的逐月反演結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在時(shí)間尺度上松花江表層水體pCO2有顯著的季節(jié)變化特征：夏季（445±125μatm）>秋季（373±58μatm）>春季（351±57μatm）（圖1）；2016-2022年間松花江水-氣界面年均CO2最低排放速率為-4.43±5.76 mmol/m2/d，最高可達(dá)8.26±26.92 mmol/m2/d，除2017年松花江為大氣碳源外，其余年份皆為大氣的弱碳匯。本研究為應(yīng)對(duì)氣候變化和評(píng)價(jià)水體在大氣溫室氣體源匯格局中的作用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
該研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Hydrology上，中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所熊春蘭碩士研究生為第一作者，溫志丹項(xiàng)目研究員為通訊作者。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（42171374）、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2020234）和中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所青年科學(xué)家小組項(xiàng)目（2023QNXZ01）等共同資助。
圖1 2022年松花江干流水體pCO2時(shí)空分布格局
????論文信息如下：
Chunlan Xiong, Hui Tao, Shiwei Liu, Ge Liu, Zhidan Wen*, Yingxin Shang, Qiang Wang, Chong Fang, Sijia Li, Kaishan Song. Using satellite imagery to estimate CO2 partial pressure and exchange with the atmosphere in the Songhua River. Journal of Hydrology, 2024, 131074.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131074
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