北京师范大学环境学院夏星辉、刘绍达团队领导的研究小组结合现有监测数据,探讨了黄河流域水库温室气体排放特征。研究结果表明,水库CO 2排放通量低于河道,而CH 4和N 2 O 排放通量分别是河流的1.9倍和10倍,水库CH 4和N 2 O排放明显增强。与湿润气候下的水库相比,黄河流域水库由于有机质浓度较低,CO 2和CH 4排放量相对较低,但由于氮负荷较高,N 2 O 排放量明显较高。
受底物浓度影响,溶解态CO 2和CH 4浓度较高的水体主要分布在中下游小型水库,该区域土壤有机质含量较高,水库外源有机碳输入量较上游高;溶解态N 2 O浓度较高的水体分布在干流中下游,该区域人口密集,农业、工业活动密集,水体营养水平较高。
与黄河河道相比,水库是较弱的CO 2排放源,甚至起到碳汇的作用,但其CH 4和N 2 O排放通量分别是河流的1.9倍和10倍。与流动水体相比,水库的静止水体为浮游植物和微生物的生命活动提供了良好的环境,藻类等初级生产者利用DIC合成有机质,导致其CO 2排放量低于河流,而CH 4排放量高于河流。同时,水库地表溶解O 2水平的提高,有利于通过硝化反应生成和排放N 2 O。
对黄河流域237座水库进行蒙特卡罗模拟计算得出,黄河流域237座水库CO 2排放量中值为41.57 Gmol C yr -1,CH 4排放量中值为0.52 Gmol C yr -1,N 2 O 排放量中值为0.041 Gmol N yr -1,三种温室气体排放量分别占全球水库排放量的1.6%、0.05%和1.9%。将三种气体的通量乘以每种气体的100年全球变暖潜能值,黄河流域水库温室气体排放量总计为3.05 Tg CO 2 -eq yr -1,约占全球水库排放量的0.39%。黄河流域陆地面积约占全球陆地面积的0.53%,这意味着黄河流域水库温室气体排放量略低于全球平均水平。