黄河碳输运规律及其气候效应

黄河流经世界最大的黄土高原，机械侵蚀和化学风化使陆地碳进入水体的同时，流域的化学风化消耗大量的大气CO2，使黄河具有极高的碳酸盐含量。而另一方面又有部分河水无机碳通过平衡向大气释放CO2。黄河耗水量巨大，近五年黄河流域年耗水量约是入海径流量的1.3～2.3倍。以往未考虑耗水量的贡献，导致了化学风化消耗大气CO2的估算量偏低。因此研究黄河碳输运规律，对于评估黄河的CO2源/汇气候效应，深入地理解黄河流域在陆地生态系统碳循环中的作用，总体把握碳收支是十分重要的。本项目重点研究黄河流域化学风化、水体有机物耗氧呼吸、浮游植物光合作用对碳输运的影响，以及无机碳体系对水体pCO2控制作用，注重修建水库和调水调沙等人为因素的干扰。给出黄河流域化学风化消耗大气CO2与河流水-气界面释放CO2量值的差值，揭示经物理风化、化学风化等河流作用每年输入海洋的碳形态及其量值，以此评估黄河的CO2源/汇气候效应。

黄河是世界浑浊度极高的河流。农业灌溉退水、修建水库和调水调沙等人为活动对河流碳输运造成了极大的不确定性。若不考虑耗水量的贡献，黄河流域岩石风化CO2消耗量将低估139%。上中下游岩石风化CO2消耗量分别占全流域的63.7%、35.0%和1.3%，黄河溶解无机碳（DIC）主要来自青藏高原。黄河有机碳输运以颗粒态为主，生源贡献较少。DOC受到农业灌溉退水等污染严重。修建水库虽然提高了库区DOC/POC比例，但对水、沙的调蓄改变了河流自然的物质输运规律，对河流生态系统本身以及河口及近海生态系统的演变方向产生重要影响。调水调沙期间DOC和POC输运入海通量约占全年的35%和56%。