顧世杰，李思悅

(1：重慶交通大學(xué)河海學(xué)院，重慶 400074) (2：中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院，重慶 400714) (3：武漢工程大學(xué)環(huán)境生態(tài)與生物工程學(xué)院，武漢 430205)

近一個(gè)世紀(jì)以來，大氣CO2濃度的快速升高(300～410 μatm)引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的生存環(huán)境[1]。河流生態(tài)系統(tǒng)作為大氣CO2的主要來源之一，河流CO2排放已成為溫室氣體的重要研究內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，全球大多數(shù)河流CO2處于過飽和狀態(tài)[2]，每年全球河流向大氣中排放CO2約0.65～3.20 Pg C/a[3-5]，其中約有59%來自于低等級(jí)河流(Strahler等級(jí)為1～3)[5]。由此可見，低等級(jí)河流對全球河流CO2排放估算至關(guān)重要，但值得注意的是，有關(guān)低等級(jí)河流CO2排放的研究較少。

CO2分壓(pCO2)是控制水體向大氣擴(kuò)散CO2的重要因素，受復(fù)雜的生物地球化學(xué)過程、環(huán)境因子及人類活動(dòng)影響。Abril等[6]研究發(fā)現(xiàn)河流pCO2與營養(yǎng)物質(zhì)如總氮(TN)、總磷(TP)存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。Le等[7]認(rèn)為河流pCO2主要受溶解性有機(jī)碳(DOC)控制。溫度、地形及降雨等環(huán)境、氣候因子也被認(rèn)為是重要的影響因素[8]。土地利用是人為活動(dòng)的集中體現(xiàn)，很多學(xué)者嘗試探討河流pCO2與人類活動(dòng)的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，建設(shè)用地和耕地通過有機(jī)碳及營養(yǎng)物質(zhì)的輸入能顯著提升河流CO2濃度[9-10]，森林用地能降低河流pCO2[7,11-13]，并且具有明顯的時(shí)空差異。因此，有關(guān)河流pCO2的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素還需要進(jìn)一步探索。

長江是世界第三長河，一直被視為非常重要的碳源[14]，月河是長江支流漢江重要的源頭河流。近些年來，隨著人類活動(dòng)干擾的加劇，大量營養(yǎng)物質(zhì)輸入河流，致使河流水質(zhì)變差及CO2濃度增加。而過去對漢江的研究集中在水質(zhì)方面[15-16]，對河流CO2排放的研究很少。因此，本研究于2016年12月(旱季)及2017年6月(雨季)對月河的重要環(huán)境因子進(jìn)行連續(xù)觀測，通過模型計(jì)算河流pCO2，并利用統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，研究低等級(jí)河流pCO2的月變化及關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素，以期為區(qū)域及全球CO2排放的計(jì)算提供新的視角及重要數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

月河是漢江上游的重要的支流，位于秦嶺山脈(32°28′～33°20′N，108°26′～109°00′E)，月河流域面積2830 km2，是典型的山區(qū)河流(圖1)。流域處于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，6-10月份為雨季，降雨量超過全年的80%。主要支流有觀音河、付家河、車壩河、沈壩河、中河、青泥河及恒河。流域內(nèi)主要土地利用類型為林地，占比79.2%，其次為耕地和建設(shè)用地，占比分別為17.7%和2.4%，其中耕地和建設(shè)用地集中分布在河流兩岸，對河流干擾較大。

圖1 漢江上游月河流域土地利用及采樣點(diǎn)分布(第一等級(jí)河流采樣點(diǎn)：1～3、7～9；第二等級(jí)河流采樣點(diǎn)：4～6、10、12～15、18～19、21～22；第三等級(jí)河流采樣點(diǎn)：11、16～17、20、23～26)Fig.1 Land use/land cover and sample sites in the Yue River catchment draining to upper Han River (Samples in stream order 1：1-3，7-9；Samples in stream order 2：4-6，10，12-15，18-19，21-22；Samples in stream order 3：11，16-17，20，23-26)

1.2 野外采樣與實(shí)驗(yàn)分析

根據(jù)實(shí)地調(diào)查及資料分析，本研究共選取月河流域26個(gè)采樣點(diǎn)，其中一、二、三等級(jí)河流采樣點(diǎn)分別為6、12、8個(gè)(圖1)，分別于2016年旱季的12月9日對采樣點(diǎn)1～8(從采樣點(diǎn)1開始到采樣點(diǎn)8結(jié)束)、12月10日對采樣點(diǎn)9～14、21～26(從采樣點(diǎn)9開始到采樣點(diǎn)26結(jié)束)、12月11日對采樣點(diǎn)15～20(從采樣點(diǎn)15開始到采樣點(diǎn)20結(jié)束)測定并收集水樣，采樣期間天氣均為陰天；于2017年雨季的6月17日對采樣點(diǎn)1～13(從采樣點(diǎn)1開始到采樣點(diǎn)13結(jié)束)、6月18日對采樣點(diǎn)20～26(從采樣點(diǎn)21開始到采樣點(diǎn)20結(jié)束)、6月19日對采樣點(diǎn)14～19(從采樣點(diǎn)14開始到采樣點(diǎn)19結(jié)束)進(jìn)行采樣，采樣時(shí)的天氣均為晴天。采樣時(shí)間集中在每天的上午9：00-12：00及下午的2：00-6：00以盡量減少正午極高溫度的影響，并盡量保持時(shí)間的一致性。利用容量為5 L高密度聚乙烯瓶采集表層水體(0.2 m以下)?，F(xiàn)場使用多參數(shù)水質(zhì)儀(Cyber Scan PCD 650)測定pH、水溫(Twater)、溶解氧(DO)及便攜式流速測算儀(LS300-A，華禹，中國)測定流速等數(shù)據(jù)。參照國內(nèi)外研究中總堿度(Alk)測定方法[2,7-8,17-19]，在采樣7 h內(nèi)對水樣完成標(biāo)準(zhǔn)鹽酸(0.0200 mol/L)滴定Alk，每個(gè)樣本進(jìn)行3次重復(fù)測量的不確定度小于3%，并分別用0.70 μm Whatman GF/F 玻璃纖維膜及0.45 μm Millipore 硝酸纖維濾膜過濾，冰盒保存后送至實(shí)驗(yàn)室于4℃的恒溫冰箱內(nèi)存放，用于溶解性有機(jī)碳(DOC)及總氮(TN)、總磷(TP)濃度測定。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過利用鉬酸銨分光光度法測定TP濃度(GB 11893-1989)，采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定TN濃度(HJ 636-2012)，利用德國的碳氮分析儀(Multi N/C 2100S)測定DOC濃度。重復(fù)測量表明pH、DO、T的準(zhǔn)確度分別為±0.002、±0.01 mg/L、±0.05℃，TN、TP的不確定度<3%，DOC的方差系數(shù)<2%。

將土地利用數(shù)據(jù)分為建設(shè)用地、林地(森林、草地等)、水域(池塘、湖泊、河流等)、耕地及未利用地，根據(jù)土地利用數(shù)據(jù)來源，建設(shè)用地是指研究區(qū)內(nèi)的不透水表面，主要包括城市用地、農(nóng)村用地及工廠用地等[18,20]。根據(jù)前人在不同空間尺度的土地利用對河流影響的研究結(jié)果[21-22]，本文提取了以采樣點(diǎn)為邊界上游直徑1 km的圓形的土地利用組成并分析土地利用對河流pCO2的影響。為保證不同土地利用地類面積提取的準(zhǔn)確性，采樣點(diǎn)經(jīng)緯度根據(jù)高精度手持GPS定位儀測定，土地利用數(shù)據(jù)來源于清華大學(xué)宮鵬教授團(tuán)隊(duì)矯正后的2017年10 m高分辨率全球土地覆蓋產(chǎn)品[20]。利用研究區(qū)30 m分辨率DEM數(shù)據(jù)對河網(wǎng)分級(jí)。首先根據(jù)全國土地利用第二次調(diào)查的研究區(qū)河流邊界點(diǎn)來確定河流流量的閾值，然后根據(jù)此流量閾值提取河網(wǎng)，同時(shí)提取河網(wǎng)的流域邊界并計(jì)算面積且與真實(shí)測量面積校對，之后采用Strahler模型劃分河流等級(jí)。坡度數(shù)據(jù)通過DEM計(jì)算。DEM數(shù)據(jù)來自于地理空間數(shù)據(jù)云，河網(wǎng)分級(jí)及坡度計(jì)算操作都基于ArcGIS 10.2平臺(tái)。

1.3 pCO2與CO2通量的計(jì)算

CO2SYS程序是由Lewis and Wallace基于Henry’s定律開發(fā)的用于計(jì)算河流pCO2的模型，該模型廣泛應(yīng)用在河流pCO2的計(jì)算上[17,23-24]：

(1)

pK0=-7×10-5T2+0.016T+1.11

(2)

pK1=1.1×10-4T2-0.012T+6.58

(3)

pK2=9×10-5T2-0.0137T+10.62

(4)

Fick定律表明，水-氣界面的CO2通量主要依據(jù)水-氣界面的CO2的氣壓差及氣體交換系數(shù)計(jì)算：

FCO2=KxKh(pCO2water-pCO2air)

(5)

Kh=10-(1.11+0.0016T-0.00007T2)

(6)

式中，F(xiàn)CO2為CO2通量(mmol/(m2·h))，Kh為不同溫度下的亨利常數(shù)，Kx為水氣界面交換系數(shù)(cm/h)，pCO2water是河流中CO2分壓(μatm)，pCO2air是空氣中CO2的分壓(μatm)，參考長江流域相關(guān)研究[17]，選取空氣中CO2的分壓410 μatm。

Kx受流速、風(fēng)速、流量、坡度等因素影響，變化范圍較大。因此，本研究采用前人在長江流域驗(yàn)證后的氣體交換系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算河流CO2通量：

(7)

K600=6.84+62.88w

(8)

S=1911.1-118.11T+3.4527T2-0.04132T3

(9)

式中，S是T℃下CO2的Schmidt常數(shù)，w為河流流速(m/s)，K600為六氟化硫的氣體交換系數(shù)(cm/h)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用SPSS 24.0軟件的Mann-Whitney模型檢驗(yàn)不同等級(jí)河流水環(huán)境因子及pCO2的季節(jié)性差異，并利用OriginPro 22.0作圖。利用R語言GGally包中的“ggpair”函數(shù)計(jì)算不同等級(jí)河流pCO2與環(huán)境因子、地形因子及土地利用的相關(guān)性。利用逐步回歸分析模型擬合不同等級(jí)河流pCO2與環(huán)境因素及土地利用的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同等級(jí)河流水環(huán)境因素及pCO2的時(shí)空變化

月河水環(huán)境因子及pCO2時(shí)空格局見圖2。不同等級(jí)河流的水溫具有顯著的月份差異(6月：(25.5±2.4)℃，12月：(9.5±1.1)℃)；TN、TP及DOC濃度隨河流等級(jí)的增加而逐漸升高。其中TN濃度的范圍為0.37～8.42 mg/L，第一、二、三等級(jí)河流的TN濃度的平均值分別為(0.99±0.55)、(1.20±0.64)和(2.12±1.76)mg/L。

TP濃度的變化范圍為0.01～0.28 mg/L，第一、二、三等級(jí)河流的TP平均值分別為(0.06±0.04)、(0.07±0.05)和(0.10±0.08)mg/L，且在不同河流等級(jí)上6月份顯著大于12月份；第一、二、三等級(jí)河流的DOC的濃度平均值分別為(2.62±0.41)、(2.89±0.68)和(3.48±0.91)mg/L。與之相反的是，河流DO的濃度隨河流等級(jí)的增加而降低，一、二、三等級(jí)河流的濃度分別為(13.5±2.3)、(11.2±3.2)、(10.0±2.6)mg/L，且12月份顯著大于6月份。

河流pCO2的變化范圍是135～5960 μatm，此結(jié)果與漢江流域金水河pCO2的最小值類似[17]，約有87%的樣本水體CO2過飽和(空氣CO2：410 μatm)，不同等級(jí)河流pCO2具有顯著的月份差異(圖2)，而且河流pCO2隨著河流等級(jí)的增加而增加，其一、二、三等級(jí)河流的pCO2均值分別為(797±549)、(1425±1279)和(2165±1757)μatm。

圖2 不同等級(jí)河流水質(zhì)及pCO2的月變化(圖中不同字母代表在0.05水平上的顯著性差異，箱體中實(shí)線和虛線分別代表中值線和均值線，箱體的上限、上邊界、下邊界和下限分別代表數(shù)據(jù)的5%、15%、75%和95%的值)Fig.2 Monthly variations of water quality and pCO2 (Different letters represent statistical differences at p<0.05; the solid line, dashed line, lower edge, upper edge, bars, dots refer to the median and mean values, 25th and 75th, 5th and 95th, percentiles of all data, respectively)

第一等級(jí)河流水氣界面交換系數(shù)稍低于第二、三等級(jí)河流，其值分別為12.64、15.55 和15.15 m/d，主要原因是第一等級(jí)河流的流量較少致使流速低于第二、三等級(jí)河流。低等級(jí)河流CO2通量隨著河流等級(jí)的增加顯著增加，第一、二、三等級(jí)河流CO2通量值分別為373.5、1207.1和2035.8 mmol/(m2·d)。

2.2 土地利用組成

以采樣點(diǎn)為邊界上游直徑1 km圓形的建設(shè)用地占比隨河流等級(jí)的增加而增加，其均值分別為5.3%±7.0%、10.2%±17.9%、34.3%±18.7%；耕地及水域占比也出現(xiàn)增加趨勢；而林地占比則相反，隨河流等級(jí)的增加而降低，第一、二、三等級(jí)河流均值分別為76.1%±13.8%、64.7%±30.7%、15.8%±24.4%。不同等級(jí)的河流采樣點(diǎn)上游1 km主要土地利用類型不同，第一、二等級(jí)河流主要土地利用類型為林地，而耕地是第三等級(jí)河流的主要類型。

2.3 不同等級(jí)河流pCO2與環(huán)境因素和土地利用的相關(guān)性

采用R語言ggpair函數(shù)中的Spearman模型對月河流域不同等級(jí)河流pCO2與環(huán)境因子、地形因子及土地利用的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果如附圖Ⅰ所示。河流pCO2與耕地占比、建設(shè)用地占比和TN、TP及DOC濃度呈顯著正相關(guān)，與DO濃度、坡度及森林用地占比呈顯著負(fù)相關(guān)，建設(shè)用地占比與TN、TP及DOC濃度呈正相關(guān)。

在第一等級(jí)河流上，pCO2與DOC濃度不存在相關(guān)性，但與建設(shè)用地占比及TN、TP的濃度有較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，建設(shè)用地占比與TN、TP濃度也存在強(qiáng)烈的正相關(guān)關(guān)系；在第二等級(jí)河流上，pCO2與建設(shè)用地占比、TN濃度呈顯著正相關(guān)，與森林用地占比及DO濃度呈負(fù)相關(guān)，建設(shè)用地占比與TN濃度具有正相關(guān)關(guān)系，森林用地占比與TN濃度呈負(fù)相關(guān)。在第三等級(jí)河流上，pCO2與TN、TP的濃度呈正相關(guān)。對比不同等級(jí)河流間pCO2與環(huán)境因子、土地利用的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，pCO2與建設(shè)用地占比、TN濃度的相關(guān)性隨河流等級(jí)的增加逐步減小。

3 討論

3.1 河流pCO2時(shí)空變化的控制因素

河流pCO2主要來源于土壤CO2的輸入及水中微生物的呼吸作用和有機(jī)物的礦化等，它受復(fù)雜的物理化學(xué)過程、人為活動(dòng)及水文節(jié)律影響[25]。已有研究表明低等級(jí)河流CO2主要來自于徑流引起的土壤CO2的輸入[26]，受水文季節(jié)性差異控制[18-19]。本研究結(jié)果顯示，在低等級(jí)河流中，6月河流pCO2顯著低于12月(圖2)。Luo等在對漢江上游金水河pCO2的研究中指出，雨季的季風(fēng)性集中降雨會(huì)稀釋河流中CO2的濃度，進(jìn)而降低河流pCO2[27]，類似的結(jié)果也出現(xiàn)在長江上游的龍川江[28]。這也是本研究同樣位于漢江上游的低等級(jí)河流雨季pCO2(6月：763 μatm)顯著小于旱季(12月：2234 μatm)的原因(圖2)。研究區(qū)安康站監(jiān)測的數(shù)據(jù)表明，6月降水量(116.1 mm)是12月降水量(7.7 mm)的15倍，也能證明此結(jié)果。另一方面，季風(fēng)性降水造成有機(jī)碳在水體中停留時(shí)間較短，減弱水中微生物的碳呼吸作用。河流pCO2的最低值出現(xiàn)在6月的第14個(gè)采樣點(diǎn)，主要原因是第14個(gè)采樣點(diǎn)上游直徑1 km內(nèi)林地占比93.0%，建設(shè)用地占地1.2%，人類干擾非常少；另一個(gè)原因是采樣前期季風(fēng)性集中降雨的稀釋作用。

隨著河流等級(jí)的增加，不同月份的pCO2均出現(xiàn)增加趨勢(圖2)，這與Congo河的研究結(jié)果一致[13]，但與美國的河流研究結(jié)果相反[29-30]，主要原因是低等級(jí)河流pCO2受外源輸入干擾較大，如高比例的土壤水的橫向輸入、河岸帶不同土壤類型等因素[25]。河流pCO2隨河流等級(jí)的增加而增加可能的原因：一是較低河流等級(jí)的坡度較大，有機(jī)物停留時(shí)間較短，Catalán等發(fā)現(xiàn)有機(jī)碳的衰減速率與在河流內(nèi)停留的時(shí)間呈負(fù)相關(guān)[31]，因此，較短的停留時(shí)間未使低等級(jí)河流中的有機(jī)碳充分降解。二是人為活動(dòng)致使大量有機(jī)物質(zhì)輸入河流，經(jīng)過沉積、輸送等水文過程，在較高等級(jí)河流出現(xiàn)累積[25]，導(dǎo)致河流內(nèi)TN、TP、DOC濃度隨河流等級(jí)增加而增加(圖2)，進(jìn)而提高水體中CO2濃度。該解釋與河流pCO2與TN、TP、DOC濃度的顯著正相關(guān)關(guān)系一致(附圖Ⅰ)。

3.2 不同等級(jí)河流pCO2的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素

在第一等級(jí)河流上，pCO2與建設(shè)用地占比以及TN、TP濃度具有強(qiáng)烈的正相關(guān)關(guān)系(附圖Ⅰ)；同時(shí)，河流中TN、TP濃度與建設(shè)用地占比也存在強(qiáng)烈的正相關(guān)關(guān)系。此結(jié)果說明，河流中營養(yǎng)物質(zhì)主要來自外界的輸入，受建設(shè)用地的影響較大。建設(shè)用地內(nèi)的工廠污水、生活污水等通過徑流和直接輸入的方式進(jìn)入河流，不僅能增加河流中CO2的輸入，同時(shí)也通過提高河流中營養(yǎng)物質(zhì)(TN、TP)及有機(jī)碳濃度，促進(jìn)水中DOC的分解和微生物呼吸作用，提高河流中CO2濃度。而第一等級(jí)河流pCO2與水體中DO及DOC濃度不存在相關(guān)性，說明水體中CO2的部分來自于外源輸入。由此說明，第一等級(jí)河流CO2主要受外源輸入(外源CO2及營養(yǎng)物質(zhì)等)控制[18,32]，且建設(shè)用地是河流CO2的關(guān)鍵影響因素?；诖?，本研究利用逐步多元回歸模型，通過輸入建設(shè)用地占比、林地占比及TN、TP濃度等環(huán)境因素，建立了河流pCO2與環(huán)境因子、土地利用的擬合模型(表1)。結(jié)果顯示，建設(shè)用地對第一等級(jí)河流pCO2的解釋度高達(dá)95%。說明在第一等級(jí)河流中，建設(shè)用地占比是預(yù)測河流pCO2關(guān)鍵的因素，擬合模型中常數(shù)項(xiàng)的意義是在沒有建設(shè)用地的影響下，其它因素對河流pCO2的影響仍然使第一等級(jí)河流CO2處于過飽和狀態(tài)。此結(jié)果為估算區(qū)域及全球河流pCO2提供了重要的參數(shù)和模型。

表1 低等級(jí)河流pCO2與環(huán)境因子和土地利用的線性擬合模型Tab.1 Linear fitting equation of low order stream pCO2 with environmental factors and land use

第二等級(jí)河流中，pCO2與建設(shè)用地占比及TN濃度呈正相關(guān)關(guān)系，建設(shè)用地占比與TN濃度呈正相關(guān)，說明水體CO2部分來自外源輸入控制[33]，受建設(shè)用地影響較大。林地與pCO2呈顯著負(fù)相關(guān)，主要原因是低等級(jí)河流受外源因素影響較大，而林地能吸收和固定營養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)及無機(jī)碳等，減少河流CO2的輸入和產(chǎn)生[34]。同時(shí)，河流pCO2及TN與DO呈負(fù)相關(guān)，表明水體CO2與水體中的呼吸作用有關(guān)[8,35]。因此，在第二等級(jí)河流中，水體CO2由外源輸入及河流內(nèi)源的呼吸作用共同控制，且受人為活動(dòng)干擾較大，關(guān)鍵控制因素是建設(shè)用地、TN及DO濃度。環(huán)境因子和土地利用對第二等級(jí)河流pCO2模擬預(yù)測分析(表1)結(jié)果顯示，將建設(shè)用地與環(huán)境因子同時(shí)加入預(yù)測模型，解釋度75%，具有較好的預(yù)測結(jié)果。

不同等級(jí)河流CO2的主要過程和控制因素不同。在第三等級(jí)河流中，pCO2與土地利用和DO等其它環(huán)境因子不存在相關(guān)關(guān)系。此結(jié)果表明，河流CO2受多個(gè)過程影響，如土壤CO2的外源輸入、水體中微生物的呼吸作用及有機(jī)物的礦化等[36]。水中營養(yǎng)物質(zhì)能促進(jìn)水中微生物的呼吸作用，提升河流中CO2濃度[17]。pCO2與TN、TP濃度的正相關(guān)顯示，在第三等級(jí)河流中水體中的呼吸作用是主要控制過程，且關(guān)鍵控制因素是水中TN、TP濃度。逐步多元線性回歸分析結(jié)果顯示，在第三等級(jí)河流上，水中營養(yǎng)物質(zhì)(TN、TP)對河流pCO2有較好的擬合效果(表1)。

低等級(jí)河流pCO2受復(fù)雜的環(huán)境因子及土地利用共同影響。研究結(jié)果顯示，建設(shè)用地與河流pCO2的相關(guān)性隨著河流等級(jí)的增加而逐漸降低，水體內(nèi)部的碳呼吸隨著河流等增加而增加。此結(jié)果表明，建設(shè)用地對河流pCO2的影響隨著河流等級(jí)的增加而逐漸降低，可能的原因是隨著河流等級(jí)的增加河流水面面積及流量增大，稀釋了土地利用對河流pCO2的影響；另一個(gè)原因是，較低等級(jí)河流，側(cè)向輸入的水量占水量的比例很高[13]，致使低等級(jí)河流受土地利用影響較大，這與Congo河流的研究一致[13,26]。

3.3 研究中的局限性

由于水體中光合作用和呼吸作用的影響，不同時(shí)刻的河流pCO2值存在較大差異。研究表明，夜間河流pCO2顯著大于白天[37]，夜間CO2的通量是白天的1.3倍[38]，區(qū)域河流CO2的通量平均值大約出現(xiàn)在9：00和21：00[39]，且水體CO2濃度與一天內(nèi)時(shí)間變化具有正弦函數(shù)關(guān)系。但由于本研究采樣條件的局限性，采樣時(shí)間設(shè)置未考慮全天內(nèi)河流pCO2的變化，這可能導(dǎo)致研究區(qū)內(nèi)河流pCO2的值偏低或偏高、及相關(guān)分析的不確定性，降低河流CO2通量估算結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此，未來研究應(yīng)解決一天內(nèi)不同采樣點(diǎn)因采樣時(shí)刻的差異產(chǎn)生的影響，通過消除和盡量減少時(shí)空分異性而提高河流碳排放的精確評(píng)估。

4 結(jié)論

1)月河表層水體pCO2變化范圍為135～5960 μatm，約有87%采樣點(diǎn)過飽和。不同等級(jí)河流間pCO2具有顯著的月變化，且隨著河流等級(jí)的增加而顯著增加。

2)不同等級(jí)河流pCO2的主要來源不同，受土地利用和環(huán)境因子共同控制，且隨著河流等級(jí)的增加土地利用的影響逐漸減小。

3)隨著河流等級(jí)的增加，河流pCO2預(yù)測因子由土地利用變?yōu)樗w養(yǎng)分濃度。

5 附錄

附圖Ⅰ見電子版(DOI: 10.18307/2023.0127)。