长江三角洲典型养殖塘CO2通量的时间变化及影响因素

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养殖塘作为重要的CO2排放源,已被IPCC列入温室气体的估算清单中。我国是世界上最大的淡水养殖国家,其中养殖塘占我国淡水养殖总面积的52%。因此明确养殖塘CO2通量的时间变化及影响因素可为准确估算我国渔业以及农业CO2排放量,制定CO2减排措施提供重要依据。本研究选取我国重点水产养殖区域长江三角洲内的安徽省全椒县官渡村一处典型的养殖塘为研究对象,基于涡度相关观测方法,在利用通量贡献源区模型FFP(Flux Footprint Prediction)定量评价通量数据空间代表性的基础上,揭示了养殖塘CO2通量的时间变化、源汇特征及影响因素。主要研究结果如下:(1)养殖塘通量数据的空间代表性2016~2019年不同季节和大气稳定度条件下养殖塘通量信号并没有受到养殖塘以外生态系统的影响,主风向上养殖塘水面的通量贡献总权重均值达80%以上,非主风向上养殖塘水面的通量贡献总权重均值达64%以上,且除2017和2018年春季非主风向外,最大通量贡献位置均处于养殖塘水面区域。在大气稳定、不稳定和中性层结条件下养殖塘水面的通量贡献总权重均值达72%以上,且最大通量贡献位置均来自于养殖塘水面区域。因此认为养殖塘涡度相关观测的CO2通量主要来自于养殖塘水面。(2)养殖塘CO2通量的时间变化日尺度上,春季、夏季和秋季养殖塘CO2通量的日变化特征明显,昼夜差异显著,在12:30~18:00达到一天中吸收峰值,CO2通量均值分别为-0.043、-0.062和-0.015 mg·m-~2·s-1,全年养殖塘白天和夜晚CO2通量均值分别为-0.019和0.017 mg·m-2·s-1;季节尺度上,春季和冬季养殖塘为CO2的弱汇,CO2通量均值分别为-0.0032和-0.0056 mg·m-2·s-1。夏季和秋季养殖塘为CO2的源,夏季CO2排放较秋季弱,CO2通量均值分别为0.0089和0.065 mg·m-2·s-1。年际尺度上,2016~2019年养殖塘CO2年总通量分别为-925.98、-393.14、2913.42和3946.96 kg·ha-1,通过4年的观测,养殖塘为CO2的源,4年平均的CO2年总通量为1385.32 kg·ha-1·a-1。(3)养殖塘CO2通量的影响因素半小时尺度和日尺度上,气温、水温和太阳辐射为主要影响因素。半小时尺度上,春、夏和秋季养殖塘CO2的吸收随着气温、水温和太阳辐射的升高而增强,冬季CO2的排放通量随气温的升高而增加。日尺度上,随着气温和水温的升高,CO2吸收和排放通量均显著增加,随太阳辐射的增强CO2排放通量显著减少。月尺度上,NDVI(Normalized Differential Vegetation Index)为主要影响因素,NDVI的增大会使CO2吸收显著增强。年际尺度上,养殖塘的人为管理措施为主要影响因素,小龙虾-鱼混养模式中人为种植大量水生植物使CO2吸收增强,饲料投放量的增加使CO2排放增强。
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