【摘 要】
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水库为常见的内陆水域生态系统,是重要的温室气体排放源。由于全球水库CH4排放的时空异质性较大,导致全球的CH4排放预算存在很大的不确定性。我国水库众多,分布较广,类型各异。然而,目前对梯级水库CH4排放的研究不足。为此,本文以滦河流域不同深度的梯级水库潘家口水库、大黑汀水库和于桥水库为研究对象,采用野外采样、原位测定、室内分析与培养相结合方法,系统探究其CH4产生、溶存、排放及其影响机制。结果表明
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水库为常见的内陆水域生态系统,是重要的温室气体排放源。由于全球水库CH4排放的时空异质性较大,导致全球的CH4排放预算存在很大的不确定性。我国水库众多,分布较广,类型各异。然而,目前对梯级水库CH4排放的研究不足。为此,本文以滦河流域不同深度的梯级水库潘家口水库、大黑汀水库和于桥水库为研究对象,采用野外采样、原位测定、室内分析与培养相结合方法,系统探究其CH4产生、溶存、排放及其影响机制。结果表明:（1）梯级水库表层水体CH4溶存的时空特征。潘家口、大黑汀和于桥水库水体CH4的年均浓度分别为0.15±0.12μmol/L、0.19±0.32μmol/L和0.09±0.10μmol/L。潘家口水库和于桥水库,夏季CH4溶存浓度最大,而大黑汀水库春季CH4溶存浓度最大。深水水库潘家口水库上游汇入区滦河及瀑河河口的CH4浓度最高,而坝前区最低。亚深型大黑汀水库春夏秋季水库上游汇入区CH4浓度低于主库区及坝前深水区,且主库区均为CH4浓度热点区。而冬季汇入区稍高于主库区。浅水水库于桥水库春季CH4浓度热点区域出现在坝前区域,而夏秋季则出现在主库区。可见,梯级水库水体中溶存的CH4含量时空差异性较明显。滦河流域梯级水库全年CH4饱和度值均＞281.57%,表明滦河流域梯级水库的水体均表现为CH4过饱和,因此是大气CH4的“源”。（2）梯级水库水体CH4排放变化特征。CH4总通量（年均值）:大黑汀水库(5.06±1.77μmol·m-2·h-1)＜潘家口水库(9.65±8.98μmol·m-2·h-1)＜于桥水库(14.61±16.98μmol·m-2·h-1);CH4扩散通量（年均值）:于桥水库(4.02±2.05μmol·m-2·h-1)＞潘家口水库(3.29±3.16μmol·m-2·h-1)＞大黑汀水库(1.04±0.39μmol·m-2·h-1)。CH4冒泡通量（年均值）:于桥水库(10.58μmol·m-2·h-1)＞潘家口水库(6.36μmol·m-2·h-1)＞大黑汀水库(4.02μmol·m-2·h-1)。三个观测水库中,在深水水库的深水区,CH4主要以扩散的方式排放,而在深水水库的浅水区（潘家口水库）和浅水水库（于桥水库）,CH4气体主要以冒泡的形式排放到大气中,且于桥水库冒泡通量所占比例远高于其他两个水库。RDA分析结果表明水深和Eh、p H和风速、Chl a以及营养盐水平、水体透明度等水体理化指标是水库CH4排放通量的关键影响因子。（3）梯级水库沉积物CH4产率的时空特征。CH4产率年均值:潘家口水库(0.052±0.012μmol·g-1d-1)＞大黑汀水库(0.030±0.008μmol·g-1·d-1)＞于桥水库(0.019±0.009μmol·g-1·d-1)。潘家口水库夏季CH4产生速率最高,秋季最低;大黑汀水库夏季CH4产生速率最高,春季最低。于桥水库夏季CH4产生速率最大,而春季最低。潘家口和大黑汀水库坝前区CH4产率全年都最高,而于桥水库则是夏季入库区CH4产率最高。
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