湖泊生态系统碳汇特征及其潜在碳中和价值研究OA

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CO2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、CO2分压pCO2提高也有利于湖泊碳汇增益.CO2在水体中大量溶解,积极参与到湖泊碳循环,将pCO2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CO2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CH4资源为目的的技术探索,将解决湖泊环境中低密度CH4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.