杜鵬程

摘 要：文章綜述了水庫(kù)消落帶溫室氣體排放研究進(jìn)展，水庫(kù)消落帶作為溫室氣體排放的核心地帶已被證明。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)消落帶的溫室氣體研究取得了一些成果，也有一些問題亟待解決。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)；消落帶；溫室氣體

中圖分類號(hào)：X826 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）04-0047-02

Abstract： This paper reviews the research progress of greenhouse gas emission in reservoir fluctuation zone， which has been proved to be the core zone of greenhouse gas emission. At present， some achievements have been made in the study of greenhouse gases in the fluctuating zone at home and abroad， and there are also some problems to be solved urgently.

Keywords： reservoir； fluctuating zone； greenhouse gas

溫室氣體指的是能吸收地面反射的太陽輻射，使地球表面變得更暖的一些氣體，其中以CO2、CH4和N2O對(duì)全球變暖貢獻(xiàn)最大，對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)率達(dá)到87%[1]。到目前為止，人們認(rèn)為溫室氣體濃度升高主要是由于化石燃料的燃燒導(dǎo)致的，水利發(fā)電是一種可再生，無污染的清潔能源。然而，有研究表明，水庫(kù)是大氣CO2和CH4一個(gè)排放源[2，3]。目前對(duì)水庫(kù)研究主要是水體、泄洪溝及渦輪機(jī)排放的溫室氣體[1，4-5]，忽略了由于大壩蓄水和放水而形成的消落帶溫室氣體排放影響。已有研究表明，消落帶是溫室氣體排放的核心地帶[6，7]。目前我國(guó)消落區(qū)溫室氣體的研究較少。因此對(duì)水庫(kù)消落帶溫室氣體排放研究具有重要意義。

1 研究現(xiàn)狀

溫室氣體的匯源研究一致以來是氣候變化研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。為了滿足防洪、發(fā)電、航運(yùn)等需求，修建大壩，使得水域周邊環(huán)境發(fā)生變化，從而形成由于水位波動(dòng)而產(chǎn)生的水陸交替變化的區(qū)域——消落帶[8]。由于水陸交替變化，原有的生態(tài)環(huán)境和生物地球化學(xué)發(fā)生巨大的變化。河岸帶及湖泊帶作為水陸交替變化的地帶，已經(jīng)在溫室氣體排放方面已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注[9-11]。消落帶的主要特征是水位的變化，水位變化會(huì)影響消落帶會(huì)改變土壤的理化性質(zhì)以及植物群落的改變，從而影響影響溫室氣體產(chǎn)生、傳輸、排放的重要因素。萬曉紅等對(duì)湖泊濕地進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)湖濱消落帶是整個(gè)濕地系統(tǒng)的活躍區(qū)域[12]。Koh等人研究發(fā)現(xiàn)，CH4產(chǎn)生和土壤的含水量之間具有顯著的正相關(guān)[13]。在人工淡水沼澤濕地的研究發(fā)現(xiàn)淺積水區(qū)的CH4排放是非淹水區(qū)的56倍[14]。Mitsch等人對(duì)比研究了干濕交替和淹水狀態(tài)兩種不同情況下消落帶的甲烷排放，發(fā)現(xiàn)干濕交替狀態(tài)下的甲烷排放量更大[15]。重慶大學(xué)對(duì)三峽水庫(kù)新生消落帶進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：土壤干濕交替變化會(huì)促進(jìn)溫室氣體排放[16]。Vann研究發(fā)現(xiàn)，甲烷排放速率與植物光合速率有關(guān)[17]。Duan等對(duì)消落帶是否有植物進(jìn)行對(duì)比研究，發(fā)現(xiàn)有水生植物生長(zhǎng)的地方溫室氣體的排放量更高[18]；Hirota研究不同植物類型對(duì)溫室氣體排放影響，發(fā)現(xiàn)挺水植物覆蓋區(qū)域的溫室氣體排放比沉水植物覆蓋區(qū)域大[19]。

2 結(jié)束語

國(guó)內(nèi)目前從事水域溫室氣體的研究主要集中在湖泊、濕地、河口、海洋，已有關(guān)于水庫(kù)溫室氣體的研究多以水-氣界面的通量觀測(cè)為主，較少有涉及消落帶溫室氣體排放研究。因此，對(duì)水庫(kù)消落帶溫室氣體排放機(jī)制研究，特別是闡明溫室氣體隨水位變動(dòng)而促進(jìn)溫室氣體的釋放。為闡明由于修建大壩而引起水域周邊環(huán)境的改變，從而強(qiáng)迫更多的甲烷轉(zhuǎn)換為溫室效應(yīng)低得多的二氧化碳等、為減少溫室氣體的排放提供理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]St. Louis V L， Kelly C A， Duchemin， éric， et al. Reservoir Surfaces as Sources of Greenhouse Gases to the Atmosphere： A Global Estimate[J]. Bioscience， 2000，50（9）：766-775.

[2]Kirschke S， Bousquet P， Ciais P， et al. Three decades of global methane sources and sinks[J]. Nature Geoscience， 2013， 6（10）：813-823.

[3]王鈺祺，呂東珂.泥河水庫(kù)秋季水-氣界面CO2通量日變化特征及影響因子分析[J].森林工程，2011，27（2）：19-22.

[4]Lima I B T， Ramos F M， Bambace L A W， et al. Methane Emissions from Large Dams as Renewable Energy Resources： A Developing Nation Perspective[J]. Mitigation & Adaptation Strategies for Global Change， 2008，13（2）：193-206.

[5]趙小杰，趙同謙，鄭華，等.水庫(kù)溫室氣體排放及其影響因素[J].環(huán)境科學(xué)，2008，29（8）：2377-2384.

[6]徐志波.三峽水庫(kù)典型消落區(qū)生態(tài)系統(tǒng)不同高程CO2和N2O排放研究[D].西南大學(xué)，2013.

[7]李哲，張利萍，王琳，等.三峽水庫(kù)澎溪河消落區(qū)土-氣界面CO2和CH4通量初探[J].湖泊科學(xué)，2013，25（5）：674-680.

[8]周文強(qiáng).三峽水庫(kù)消落區(qū)土壤種子庫(kù)特征、動(dòng)態(tài)及其對(duì)消落區(qū)植被形成的保障作用研究[D].西南大學(xué)，2014.

[9]王洪君.太湖湖濱帶秋、冬季CH4排放特征及其影響因素初步研究[J].濕地科學(xué)，2006，4（1）：21-28.

[10]楊紅霞，王東啟，陳振樓，等.長(zhǎng)江口潮灘濕地-大氣界面碳通量特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，26（4）：667-673.

[11]Bergstrm I， Mkel S， Kankaala P， et al. Methane efflux from littoral vegetation stands of southern boreal lakes： An upscaled regional estimate[J]. Atmospheric Environment， 2007，41（2）：339-351.

[12]萬曉紅，王雨春，陸瑾，等.白洋淀濕地氮素轉(zhuǎn)化和N2O排放特征研究[J].水利學(xué)報(bào)，2009，40（10）.

[13]Koh H S， Ochs C A， Yu K. Hydrologic gradient and vegetation controls on CH4， and CO2， fluxes in a spring-fed forested wetland[J]. Hydrobiologia， 2009，630（1）：271-286.

[14]Sha C， Mitsch W J， ülo Mander， et al. Methane emissions from freshwater riverine wetlands[J]. Ecological Engineering， 2011，37（1）：16-24.

[15]Mitsch W J， Nahlik A， Wolski P， et al. Tropical wetlands： seasonal hydrologic pulsing， carbon sequestration， and methane emissions[J]. Wetlands Ecology & Management， 2010，18（5）：573-586.

[16]王春明.三峽庫(kù)區(qū)消落帶土壤N2O排放及微生物群落結(jié)構(gòu)研究[D].重慶大學(xué)，2016.

[17]Vann C D， Megonigal J P. Elevated CO2 and water depth regulation of methane emissions： comparison of woody and non-woody wetland plant species.[J]. Biogeochemistry， 2003，63（2）：117-134.

[18]Duan X， Wang X， Mu Y， et al. Seasonal and diurnal variations in methane emissions from Wuliangsu Lake in arid regions of China[J]. Atmospheric Environment， 2005，39（25）：4479-4487.

[19]Hirota M， Tang Y， Hu Q， et al. Methane emissions from different vegetation zones in a Qinghai-Tibetan Plateau wetland[J]. Soil Biology & Biochemistry， 2004，36（5）：737-748.