河流呼吸作用及其性质研究的综述及展望-热带地理.PDFVIP

　第 28卷 　第 1期 热 　带 　地 　理 Vol28,No1　 　2008年 1月 TROP ICAL GEO GRA PHY Jan. , 2008　 河流 “呼吸 ”作用及其性质研究的综述及展望 焦树林 1, 2 ,高全洲1 ( 1 中山大学 地理科学与规划学院 ,广州 510275; 2 贵州师范大学 地理与生物科学学院 ,贵阳 55000 1) 摘 　要 :河流是联系地球系统各大碳库的纽带 ,其碳行为是解析地球系统碳循环的重要环节 。作为流域系统的重 要 “呼吸 ”窗口,河流 “呼吸 ”作用的特征依赖于河道水 - 气界面体系中各种理化性状和反应条件以及流域系统内 的各种自然环境特征 ,反映了流域有机质在河道系统中贮存 、分解 、转化规律 。影响河流 “呼吸 ”作用的直接因子有 河道水体的温度 、总碱度 、pH 值及其水动力条件和周围大气的风速 、温度 、湿度和大气的 CO 分压等 ,而上述直接因 2 子与流域的地理位置 、形状 、海拔高度 、下垫面状况等相关 。河流 “呼吸 ”作用由于受上述影响因子的综合作用表现 出很强的地域性和季节性 。河流 “呼吸 ”作用研究的发展方向应致力于在解决 “大气碳源汇平衡 ”和 “失踪的陆源 碳 ”两个科学问题上有所作为 。 关键词 :河流 “呼吸 ”作用 ;流域 ;碳循环 中图分类号 : P595; X 142　　　文献标识码 : A 　　　文章编号 : 1001 - 522 1 (2008) 0 1 - 000 1 - 06 　　随着大气中含碳温室气体的增加 ,全球变暖的 趋势明显 , 国际科学界对大气碳增加的成因机理研 究日益加强 [ 1 - 4 ] 。近几年 ,联系地球系统三大活动 碳库的河流碳循环研究逐渐得到重视 [ 5 - 12 ] ,而陆地 - 河流 、河流 - 大气和河道内部各类碳组分间的交 换通量及其机理的研究相对较少 。本文将河流水 - 气界面间的碳交换称之为河流的 “呼吸 ”作用 ,综述 了河流 “呼吸 ”作用的研究进展 ,并从地球系统碳循 环的角度探讨河流 “呼吸 ”作用的性质及其研究内 容和发展方向。 1　河流 “呼吸 ”作用研究概况 河流与大气的气体交换特指含碳物质的气体交 换 ,主要为 CO 、CH 和 CO 等气体 ,其中尤以 CO 最 图 1　河道系统碳循环 2 4 2 为重要 。对河流 “呼吸 ”作用的研究内容主要有交 F ig. 1　The carbon cycle in the riverway 换通量的大小和交换气体的来源及其组成性质两个 ( ) ( ) + - 方面 。目前 ,研究区域大多集中于外流河及其河 口 CO2 气 CO2 水 H2 CO3 H + HCO3 [ 13 - 23 ] H + + CO2 - ( 1) 水 - 气界面的气体交换 。 3 1. 1　河流 “呼吸 ”作用及其发生机制 上述过程的方向及其速度依赖于河道水 - 气界 河流的 “呼吸 ”作用性质及其通量大