河流是连接陆地与海洋生态系统两大碳库的通道，是全球碳循环的关键枢纽之一。河流溶解有机碳（DOC）属于活性较高的有机碳，易被氧化分解，是河流水体微生物的直接碳源，也是河流水体温室气体排放源之一。近些年来，包含水库拦截、地表水取用及地下水开采的人为水调节活动改变河流水文、水力过程，影响河流与近海生态系统的生物地球化学循环，因此，厘清河流碳的运输特征颇为重要，对全球碳收支估算具有重要意义。

近日，中国科学院大气物理研究所LASG实验室博士研究生尤艳彬、研究员谢正辉、研究员贾炳浩，联合南京水利科学研究院博士王妍等，基于考虑土壤及河流DOC动态及人为水调节活动的陆面过程模式，结合地表水及地下水取用数据集，在全球尺度上进行了三组数值模拟试验用于研究人为水调节对河流DOC输送的影响。

结果表明：人为水调节活动使全球大部分干旱及半干旱地区土壤流失量增加；全球大部分河流DOC输送主要受水库拦截和地表水调节的影响。由于人为水调节活动，全球河流输送至海洋的DOC通量年均减少13.36±2.45 Tg C yr-1，同时随着时间的增长，减少的DOC通量也随之增加，从1981年的9.13 Tg C yr-1（4.83%）增加到2013年的16.45 Tg C yr-1（6.20%），尤其是在太平洋及大西洋地区。总的来说，本研究提出了有效的方案来模拟DOC从陆地到水生系统的输出，这对改进碳收支估算和综合生态系统管理具有重要意义。

相关研究成果发表在《地球系统动力学》（Earth System Dynamics）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”的支持。

▲图1 全球碳循环示意图（来源：IPCC AR5）

▲图2 包含河流溶解有机碳（DOC）输送和人为水调节活动的陆面过程模式框架示意图（SOM：土壤有机质；SOC：土壤有机碳；DIC：溶解无机碳）

论文链接：

https://esd.copernicus.org/articles/14/897/2023/

来源：中国科学院大气物理研究所

转自：“中科院之声”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！