湖泊生态系统碳汇特征及其潜在碳中和价值研究

编号 zgly0001747035

文献类型 期刊论文

文献题名 湖泊生态系统碳汇特征及其潜在碳中和价值研究

作者 姚程  王谦  姜霞  郭轶男  王坤  吴志皓  车霏霏  陈俊伊 

作者单位 中国环境科学研究院湖泊生态环境研究所  北京师范大学水科学研究院  生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心  沈阳农业大学水资源学院 

母体文献 生态学报 

年卷期 2023,43(3)

页码 893-909

年份 2023 

分类号 X143 

关键词 湖泊生态系统  碳中和  生物多样性  初级生产力 

文摘内容 为了应对气候挑战,达成碳达峰远景目标,需要正确评估自然资源碳中和价值。湖泊作为具有独特生态、人文价值的地理单元,因碳循环强度高、碳排放总量大,是传统意义上的碳源。通过梳理近期相关研究成果,对比不同类型湖泊碳汇/源状况,湖泊生态系统以一系列碳汇特征表现出潜在的碳中和价值。强烈的光合作用可以使水体CO_(2)欠饱和,但由呼吸-光合作用、碳酸盐岩溶蚀作用带来的水体碱度、CO_(2)分压pCO_(2)提高也有利于湖泊碳汇增益。CO_(2)在水体中大量溶解,积极参与到湖泊碳循环,将pCO_(2)高于40 Pa作为判断湖泊为碳源的依据可能忽视了水体碱度上升带来的碳汇。在湖泊沉积物中有机碳的累积受到生态系统光合-呼吸作用的影响,当异养微生物群落能及时分解沉入湖底的衰亡组织、有机质时,沉积物中有机碳不会大量累积,当呼吸对光合的相对滞后,有机碳才会大量累积。湖泊生态系统的生产力决定了固碳能力,是湖泊发挥碳汇效益的重要“碳库”。由水生植物固定下的CO_(2)总量不如浮游植物,但在过程中发挥了“压舱石”般的稳定作用。近年来的调查结果显示湖泊面临的碳排放压力正在扩大。森林砍伐、农田开垦、城镇发展等土地利用降低了陆上单元的固碳能力,外部碳源增加加剧了湖泊碳排放。面对气候变暖、水体富营养化,湖泊有机碳的矿化、生物分解正在加速,食物链固碳能力正在下降。为了发挥湖泊生态系统碳汇潜力,近期的实践成果显示未来有3个方面的内容需要坚持和改进。首先是重构水生植物,改善水体质量为湖泊碳汇效益“保驾护航”。修复湖泊生态,提高生物多样性,延长食物链中的碳流动,增强碳在湖泊中的系留效果。其次是重视沉积物碳累积。溯源分类将为我们提供碳平衡全面调查的替代方案,通过与陆地碳的累积情况对比突出湖泊生态系统的碳汇贡献。最后是以采集湖泊CH_(4)资源为目的的技术探索,将解决湖泊环境中低密度CH_(4)与能源供应高密度需求的主要矛盾,开辟湖泊碳中和新局面。