Variations of CO2 evasion from reservoirs and its influencing factors in warm season in the headwater region of the Yellow Ｒiver: A case study of the Liujiaxia Reservoir

Abstract

河流上修建水库改变了自然状态下的水流运动，而且深刻影响着物质传输和交换过程.本文以黄河源区12级梯级水库群末端的刘家峡水库为例，在2016年4、8月和2017年5月进行了3次野外试验，采用Li-7000静态箱法监测了刘家峡水库入库前、库中和出库河道内的二氧化碳分压（p（CO2））、二氧化碳逸出量（F（CO2）），并测定了相关水化学因素，包括pH、溶解氧（DO）和水温（T），综合分析了水库碳逸出的暖季时空变化规律及其影响因素.结果表明：在河流流向上，刘家峡水库库区内的p（CO2）和F（CO2）（601.6 μatm和85 g·m-2·a-1，以C计，下同）均低于入库前水体（670 μatm和328 g·m-2·a-1）和出库后水体（680.5 μatm和372 g·m-2·a-1），水体的pH变化范围为7.90~8.80，DO变化范围为102%~145%；垂向上，pH为7.81~8.65，DO为82%~140%，从水面至水库库底p（CO2）的变化范围为617~1087 μatm，p（CO2）、pH和DO均随水深增加而降低，且8月变化强于4月和5月；水温在垂向上存在明显的分层现象，温度范围为5~25℃.库区内的光合作用降低了水体溶解CO2的含量，出库水体由于水流波动较大，F（CO2）明显增加，8月水体的F（CO2）均低于5月，可能是由于水库中的热分层现象更加显著，进一步促进了浮游植物的生长，对溶解性CO2的利用增加.通过对世界范围内不同纬度和海拔高度的水库F（CO2）的统计发现，刘家峡水库的F（CO2）在温带地区水库的F（CO2）中呈较低水平，其高海拔的地理位置及梯级水库的拦截作用是重要原因.本研究可为高寒高海拔地区水库的F（CO2）评估和全球水库碳排放评价提供依据.