低纬度中小河流新鲜有机碳入海研究

  河流向海输送的有机碳通量是全球碳循环与收支研究中的重要环节之一。与世界级大河流相对应,中小河流往往缺乏足够关注,而且连续监测资料缺乏,因此之前的研究对这些河流存在一定程度的忽略。由于中小河流数量众多,作为整体而言中小河流在入海通量上同样具有重要性。另一方面,富营养化背景下的流域盆地呈现淡水藻类旺发的特征,对天气事件敏感的中低纬度中小河流往往在夏季集中实现向海输送,而这些积累的淡水藻类则大部分在河口随着盐度的增加而被移除,仅形成表观的入海通量,实际上一方面并不能有效进入近海环境,另一方面则增加河口生态系统处理过剩有机质的负担,形成河口海岸的富营养化。

  河口海岸学国家重点实验室朱卓毅博士等以海南岛万泉河为研究范例,开展流域中浮游植物随盐度梯度变化而发生的群落结构演替研究,并进一步估算了源于浮游植物的新鲜有机碳所对应的表观入海通量。

  研究表明,万泉河流域中绿藻为常见的优势绿藻,随着盐度的增加,绿藻在总浮游植物群落中的比重迅速下降,硅藻则在河口地区显著增加(图1),最后在盐度大于30的口门区域,可以在浮游植物群落中观测到南海开阔海的特征藻类,原绿球藻的信号。

  以浮游植物光合色素开展的CHEMTAX和直接镜检的结果相比对,两者之间存在较好的吻合关系(图2),均揭示了绿藻在淡水端源的优势性存在,但随着盐度的增加,绿藻在河口被显著移除(图2),暗示淡水藻所代表的新鲜有机质在河口存在显著的变化。

  通过不同季节的观测,我们发现万泉河的浮游植物新鲜有机碳含量在不同季节之间差异要小于河流中总颗粒有机碳的季节变化程度(图3),具体估算值显示万泉河向河口输送的浮游植物新鲜有机碳通量在660吨/年的水平,占河流入海总颗粒有机碳的6-56%。

  该研究成果为世界范围中小河流的新鲜有机碳,特别是河流向海输送有机碳通量和成分的精细研究,提供了可借鉴的思路和基础数据。

      

1 万泉河浮游植物群落随盐度增加而发生的结构演替

2 万泉河中绿藻从淡水端源到河口的移除:镜检和CHEMTAX结果对比

3 万泉河浮游植物新鲜有机碳占总河流颗粒有机碳的比重及季节差异对比

  相关成果在Estuaries and Coasts上发表,全文见: