transfers是什么意思nsfers在线翻译读音

g湖泊科学)，2021,33(2)：561-570

DOI10.18307/2021.0221

2021byJournalgLakeSciences

水力调控对湖泊甲烷扩散通量的影响”

肖启涛1二胡正华2,张弥2,王伟2,肖薇2

(1：

中国科学院南京地理与湖泊研究所，中国科学院流域地理学重点实验室，南京210008)

(2：

南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心

，南京210044)

摘要：外源引水等水力调控措施常用于湖泊水环境综合整治中，作为人类施加到湖泊显著的外界活动#其对湖泊甲烷

(

\'也)扩散通量的影响鲜有报道•贡湖湾作为“引江济太”

工程长江来水进入太湖的第一站，其\'也通量变化是对水力调

控的最好响应•基于2011年11月至2013年8月逐月的野外观测表明，贡湖湾平均CH4扩散排放量为0.073mmol/(m2•

d)，显著高于参考水域(湖心区)\'比排放量(均值：0617mmW/(m

2.d))•贡湖湾不同站点间CH4通量也表现出显著差

异#但湖心区域无此现象•贡湖湾和湖心2个区域的CH4扩散通量均有明显的时间变化，且与水温呈显著正相关•但因受

到外源来水的影响#贡湖湾CH4通量时间变化的温度依赖性相对较低•总体上外源引水显著提高了湖体CH4排放量，考虑

到湖泊CH4通量受内部因子和外部因子的综合协调影响，其潜在的控制机制还王之涣的诗有哪些二年级 需要进一步探讨•

关键词

：甲烷&扩散通量汐卜源引水&时空变化&影响因子;太湖;贡湖湾

Effectsofwaterdiversiononmethanediffusionfluxacrossthewater-air$terface

inlakes!

XiaoQitao1!!,HuZhenghua2,ZhangMi2,WangWei2&XiaoWei2

(1:KeyLaboratoryofWatershedGeographicScience#NanjingInstituteofGeographyandLimnology#ChineseAcademyof

Sciences#椎心泣血 Nanjing210008#P.R.

China)

(2：CollaborstiveInnovationCeeteronForecasiandEvaluationofMeteorologicalDisaster,NanjingUnmersimofInformation

ScienccandTechnology#Nanjing210044#)

AbsSoct:Manualwaterdiversionhasbeenappliedtoimprovethe

waterenvironmentoflake#however#its

effectsonCH4dbfusion

fluxacrosswater-apintemacehavenotbeen

ovethewaterqualityofLakeTaihu#theprojectofwater

irststop

thatwatertransfersintoLakeTaihufromYangtzeRives,Gonghu

Bayisthefine

easurementsfromNovember

2011toAugust

2013showed

that,theCH4diPusionfluxatGonghuBaywithameanvalueof0673mmoSJ(m2***

d)wassignificantlyhigherWanat

thecenWalzonewithameanvalueof0617mmol/(m2*d).Meanwhile,CH4flux

4flux

atthetwo-eonebothshowedtempoeaaeaeoaboaoty,whochwaseeguaatedbywateetempeeatuee3Howeeee,theeoaeootempeeatueeeae-

iedamongthe

twozones,thewaterdiversionmayconfoundtheeffectof

temperature

onCH4flux

atGonghuBay,leadingtoWerel

ativelylesstemperature

waterdiveoionincreasedthelakeCH4emissionfluxasawhole,howev

er,lakeCH4emissionwascontrolledbymultiple,interconnectedfactorsrelatedtointernalmetabolicactivitiesandexternalload-

ong,ouetheestudoesaeeneededtoexpaoeetheundeeayongmechanosm.

*2020-04-19收稿；2020-07-03收修改稿.

国家自然科学基金项目(41801093)%中国科学院南京地理与湖泊研究所引进人才启动项目(NIGLAS2019QD007)

和中国科学院南京地理与湖泊研究所交叉创新

团队项目(NIGLAS2016TD01)联合资助•

**通信作者；E-mail：******************

KeyworOs:Methane；diPusionflux；waterdiversion；spatial-temporalvvriation；influencingfactors；LakeTaihu；GonghuBay

甲烷(ch)是重要的大气温室气体，目前研究发现大气ch浓度持续升高，其浓度增加导致的温室效应

562

)湖泊科学),2021,33(2)

可能是全球变暖的重要原因之一+1可.近年来相关研究表明湖泊等水体是大气CH的重要排放源，其CH排

放量对大气CH的化及其全球碳循环影响显著[3-4]4是，目前准确评估内陆湖泊CH排放还存在一

定的挑战

，主要因为CH生物地球化学循环过程在湖泊水体特别活跃

，影响CH产生和排放的因素较多[5-9],

因此，为确评估湖泊CH排放量及其在全球碳循环中的地位，需要其环境控.目前全球大部分

湖泊均遭受不的，出现水体现象a11」，为善湖泊水环境，

水力调控等措施常用于国内

水环境的整治中+12⑷.水力调控修复措施主要是通过人工引入优质水源提高目标湖泊水质.外源引

水能够加快湖水流动，缩短换水期，补充水资源，提高湖泊自净能力，水体地球化学循环，从

而实现湖泊水质改善的目的，但其是否影响湖泊CH等温室气体排放鲜有报道.水力调控措施在我国湖泊

水环境改善中应用[13\"15]，其中“引济太”过引长江水入太湖

，是目前太湖水环境整治的一

长期措施.本研究在太湖长期连续（201111月至20138月）的CH扩散量观测，源引

水对湖泊CH扩散通量的影响，

以期为深入理解湖泊CH排放及其环境影响因

供参考I

1材料与方法

12研究区域

太湖位于我国东部长三角区域,是典型的亚热带大型

（面积2400km2）浅水（平均水深2

m）

湖泊.受营

源输入的影响，太湖出现化,蓝藻暴发频繁[16\"17].根型等状况,太湖有不同的

区，本研究选取贡湖湾湖和湖心两个区域为研究（图1）

.贡湖湾连虞河，望虞河是太湖流域“引

济太”的重要调水通道，“引济太”过虞河将长江水引入，由水利枢纽进入太湖贡湖湾（图

1）.作为“引江济太”长

水进入太湖的第一站

，贡湖湾水环境及其CH通量变化是对引水的最

好响应[15]4时，湖心区受人为活性影响N[8，18]，取湖湾为研究，以湖心为参考区域，其

CH通量变化，有“引济太”等人水措施对水体CH通量的影响.

图1太湖生态分区和观测站点示意

Fig.1LocationofsamplingssitesinLakeTaihu

12水样采集和分析

本研究在太湖湖心区（1j点位和2点位

）和贡湖湾

（3#点位和4j点位）分别选取2个观测站点

（图1），在

2011年11月到2013年8月期间，每月进行一次水样采集,用于水体溶解CH浓度分析.每次采集水样时

，

保证水面没有扰动，采水表以下20cm的水样，装入300m.中，在

入水样前用待采湖水清

洗2~3次2水样后立即用丁基胶塞密封，并保证瓶中泡.为体，用口膜密

：

塞和的接口.野外采集的水样存在中，运到实验室处理和

.在实验里

，每

肖启涛等：水力调控对湖\"甲烷扩散通量的影响

563

水样用100mL的高纯氮气

（摩尔分数$991999%）顶空，并剧烈摇晃5mW，然后将玻璃瓶静置，使CH

4气体

在玻璃瓶的液相（

剩余水样）

和气相（顶空部分）中达到动态平衡，用带有三通阀的针筒采集玻璃瓶顶空的

CH气样,通过气相色谱仪分析其浓度.基于顶空部分中CH』

浓度（C-,nmO/L）,通过物料平衡法计算得到

水样中溶解\'比的原始浓度问，计算公式为：

C”=C（C/Cg+Z/Z）（1）

式中,C”是水样溶解CH4原始浓度（nmO/L）；\'是玻璃瓶液相（剩余水样）中CH4浓度（nmO/L），由亨利定

律计算得到;Z和Z分别是玻璃瓶气相和液相部分的体积（mL）i

本研究采用经典的湖泊水一气界面扩散模型法计算CH扩散通量［

F”，mmoU（m2-d）］，计算公式

如下：

F”=0.001k（Cw-

Cw）（2）

式中,0.001是单位转换系数;C”是基于公式（1）计算得到的CH浓度（nmO/L）；Cw是特定温度下水表CH4

气体与大气CH4达到平衡的浓度（nmol/L），每次野外调查时，采集大气CH4样品，经气相色谱仪分析其浓度

后用于Cw的计算;k是水七界面CH』气体的交换速率（m/d）i

前期研究表明太湖k值主要受风速驱动

，可以通过风速进行参数化［20］.本研究中基于太湖中尺度通量

网长期连续的风速观测数据［18］，对k值进行计算［21〕:

k=0.24（2.07+0.215Mg）（SO600）-*（3）

式中,004是单位转换系数;o是与风速相关的系数是10m高度的风速（m/s），根据粗糙度和仪器的观

测高度计算得到［22］;S。是无量纲CH气体施密特数，与水温（T,O）相关,计算公式为：

Sc=18972-114.28T+30902A-0039061P（4）

考虑到太湖风速无显著的空间变化⑷，在计算贡湖湾和湖心两个湖区k时，均采用太湖中尺度通量网

同一站点的风速观测数据.另外，计算得到CH扩散通量为正值时,表征水体向大气释放CH*

12水环境数据

采样期间用YSI6600多参数水质分析仪原位监测采样点位的水温、溶解氧（DO）

%pH值和电导率!Spo）

等指标，同时用测深杆测量采样点位的水深.另外采集水样用于营养盐、溶解有机碳（DOC）和叶绿素o

（Chlo）浓度的测定.营养盐主要包括总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH-N）和硝态氮（NO-N）,TN浓度测定

采用过硫酸钾消解紫外分光光度法,TP浓度测定采用过硫酸钾消解钳酸钱分光光度法,NH3-N浓度测定采

用纳氏试剂光度法,NO3-N浓度采用流动分析仪测定.水样经WhatmanGF/F滤膜过滤后，用总有机碳分析

仪测定DOC浓度,Chl.o浓度采用90%热乙醇萃取分光光度法测定.本研究中的营养盐浓度、DOC浓度和

Chlo浓度由太湖湖泊生态系统研究站提供.另外，采样期间“引江济太”的逐月调水量通过水利部太湖流域

管理局水情月报获取i

12数据分析

分时期（所有观测期间、引水期和非引水期）、分站点、分湖区（

湖心区和贡湖湾）和分季度（春季：3—5

月；夏季：6—8月；秋季：9—11月；冬季：12月一次年2月）统计分析观测数据以及计算得到的数据i采用相

关分析（Pearsoncorrelations）方法分析不同指标之间的相关性.基于观测的数据以及计算得到的数据,采用

one-waaANONA分析比较不同数据组的差异，使用LSD（leastwignificantdhferenco）方法检验其差异是否显

著（P=0.05）i

2结果与分析

22环境变量特征

基于太湖水情月报可知，在2011年11月至2013年8月期间，望虞河望亭水利枢

纽引水入湖共计有13

个月（图2＞），通过望亭枢纽引水入湖水量共计15.65亿m3，占同期河流总入湖水量的14%i已有研究表明

太湖水温高度均一化，无空间变化［8

,

23］,本研究观测数据也表明不同观测站点之间水温无显著差异（P＞

0.05）i观测期间平均水温为17.120,

且呈现显著的季节变化（图2＞）,高水温出现在夏季（均值28.230）,

低水温出现在冬季（均值6.520）.同时，引水期和非引水期两个时期的平均水温分别为16.07和18.830,

564

\"湖泊科学),2021,33(2)

两者无显著差异(P>0.05).另外，湖心和贡湖湾平均水深分别为2.6和2.1m(

图2b)-高频观测数据表明

太湖风速无显著的空间变化［8］，观测期间的平均风速为4.5m/s-

图2观测期间“引江济太”入湖水量和水温(a)以及太湖2个湖区水深(b)的逐月变化

Fig.2Monthlyvvriafonofinputamountofwaterfrom

theYangWeRiver

,watertemperature(a),

andwaterdepthofcentralzoneandGonghuBayofLakeTaihu(b)fromNovember

2011toAugust

2013

表1为两个湖区生化参数的对比分析•从中可知，在所有观测期间、引水期间和非引水期间，贡湖湾的

DO、NH3W、NO-N、TN、TP、DOC和Chl.o浓度均低于湖心的观测值•统计分析表明，在所有观测期间和引水

期间，除了DOC浓度在两个区域表现岀显异外

(X0.05)

，其指标在区域显异

(P>

065)；在非引水期间，所有观测指标在两个区域间显著差异(0.05)-湖心区域引水期间的NO-N浓

度和TN浓度显著(X0.05)低非引水期间的，其他指标在时期无显异(0.05)

；

贡湖湾引

水期间的DOC浓度和TN浓度显著

(X0.05清风本过客难留是佳人的意思 )低非引水期间的，其指标在

时期无显

异(P>

0.05)-

表1太湖2个湖区基本生化参数特征

bio-chemicalpropertiesofcentralzoneandGonghuBayofLakeTaihu

时期区域

DOj

(mg/E)

NH-N/

(mgjL)

NO-N/

(mgjL)

TNj

(mgjL)

TPj

(mgjL)

DOC/

(mgjL)

ChJo/

()/l)

所有观测期湖心

9641.500.420.340.860.642.621.250.120.114.150.7514.2312.62

湖湾8691.760.350.100.780.462.260.780.090.033.551.1112.6310.08

引水期湖心9.721.69

0.390.320.620.572.121.13

0.120.104.210.7113.618.40

湖湾

9.262.01

0.350.08

0.750.512.090.76

0.090.03

3.181.1913.2412.45

非引水期湖心9.041.170.470.391.210.593.361.090.130.124.060.8415.1317.62

湖湾8.601.32

0.350.120.810.402.510.810.090.024.080.78

11.755.69

22CH。扩散通量的空间变化

图3表征水一气界面CH扩散通量在不同观测站点不同时期的变化特征•从中可知，尽管所有观测点平

均CH扩散通量在两个时期(引水期和非引水期)之间相差不明显，但研究结果也表明从调水入湖口到湖心

区，CH扩散通量呈现显的

趋势.在离调水入湖口最近的4j点位的CH4扩散量最高［均值：0.094

mmol/(m2/d)

］，位于贡湖湾的3#点位CH4扩散通量次之

［

均值：0.052mmol/(m2•d)］，开阔湖心区域两个

点位的CH4扩散通量最低［1#点位：0619fImX/(m2-d)&2#点位：0616mrmX/(m

2-d)］•贡湖湾内两个采样

点的CH4扩散量也表显著的差异(X0.05)；与不同的是，湖心区两个点位的CH4通量显著(P>

肖启涛等：水力调控对湖泊甲烷扩散通量的影响

565

0.05)差异.在湖区尺度上，贡湖湾CH

4扩散通量［均值：0.073mmoU(m2・d)］

显著(P<0.01)高于湖心的通

量［均值：0217mmoU(m2*

d)

］.

站点

图3不同时期太湖不同站点CH扩散通量对比分析

Fig.3SpaXelpWWmsofCH4diJusionJuxindWferentsitesofLakeTaihu

indbferent

periods

2.2CH4扩散通量时间变化

图4表征湖心和贡湖湾两个湖区CH扩散通量的时间变化特征.在野外采样期间，所有的观测值均为

正值，说明这两个区域是大气CH的排放源•同步观测表明,贡湖湾ch4通量一般要高于湖心ch4通量.贡湖

湾CH

4通量变异程度相对较大，最高通量！0.250mmol/(m2・d))岀现在2011年9月，最低通量！0403

mmoU

(m2

*

d))岀现在2012年2月，两者之间相差近两个数量级.湖心区CH

4通量表现岀明显的季节变化，夏季

CH通量显著(P<0.01)高于春季和冬季，但贡湖湾湖CH通量在四季之间无显著(P>0.05)差异.

2年

图4观测期间（2011年11

月至2013年8月）太湖湖心区和贡湖湾CH扩散通量的逐月变化特征

（阴影部分表示引水月

份）

Fig.4TemporalvariationofCH4diJusionJux

fromNovembet2011to

Augu调笑令韦应物 st

2013incentralzoneand

GonghuBeyofLakeTaihu（theshadedareasindicatedtUeperiodof

watertransfer）

22CH4通量影响因子

湖泊ch的产生和排放对生物化学物理因子较为敏感.水温作为重要的物理参数，控制着诸多的代谢

过程•同时，水体ch4产生是一个温度依赖的过程，温度升高可激活微生物活性，促进水体ch4的产生和排

放•本研究结果表明,太湖湖心和贡湖湾两个区域ch4扩散通量的时间变化与水温呈现显著的正相关关系，

但两个区域CH通量对温度的依赖

程度有所不同

(

图5)I在湖心区域，温度控制62%的CH4通量的时间变化

(R2二022,P<041),但在贡湖湾

，温度仅控制21%的CH4通量的时间变化(R2=0.21#P<0.01)-

水深、DO、pH、营养盐、DOC和Chl.o等是重要的水环境因子-在本研究中，湖心CH4通量在时间尺度上

566JLtkeSd.(湖泊科学),2021,33(2)

图5太湖湖心区！>)和贡湖湾(b)CH4扩散通量与水温的时间相关性

FiggTemporalcorrelationbetweenCH4dihusion

Uux

andwatertemperature

oncenteaazone(a)and

GonghuBay(b)ofLakeTaohu

与DO、NO-N和TN浓度呈现显著的负相关关系，与

Chl.o浓度呈现出显著的正相关关系，但与水深%

NH3-N、TP和DOC浓度的相关性不显著（表2）

；贡湖湾CH4通量与NH3-N、NO-N和TN浓度呈现出显著的

负相关关系，但与水深、DO、TP、DOC和Chl.o浓度的相关性不显著（表2）.逐步多元统计分析发现，水温

（T,0）、溶解氧（DO,mg/L）和总氮（TN,mg/L）共同控制湖心区域76%的CH

4通量时间变化！R2=0.76,

P<0.01）,但贡湖湾无类似结果.湖心CH通量+y,mmO/（m2・d）］的逐步多元回归方程为：

y=0.001T+0.003DO-0.002TN-0.031（5）

表2太湖2个区域CH*扩散通量与水体物理生物化学因子的相关性

Tab.2Pearsoncorrelations

betweenCH4diffusionUuxandphysical-biological-chemicalfactors

oncenteaazoneandGonghuBayofLakeTaohu

湖区水DO

NH3-W

NO3--N

TNTP

DOCChlo

湖心区0.45

-0.49!-0.43

-0.63!!-0.61!!-0.300.24

0.48!

湖湾0.33

-0.41!-0.52!-0.51!!-范仲淹最著名的一首诗 0.59!!-0.150.270.13

**表示相关性在021水平上显著；*表示相关性在025水平上显著•

3讨论

32不同区域CH。通量的对比分析

本研究结果表明所有观测站点水-气界面CH扩散通量均为正值，说明水体是大气CH的源.但在不同

点位,CH扩散排放强度有所不同,存在空间变化（图3）.位于贡湖湾的4j点位具有最高的CH通量，其CH

排放量是湖心点位排放量的近6倍多.4#点位湖湾河口，离“引济太”来水入湖口（图

1），外源输入的有机质等易在此处聚集,可促进CH4的产生和排放+*叫另外,4#点位的平均水深为1.9叫

显著（P<0.05）偏低,其较浅的水深也有利于湖底产生的CH输送到湖表［28-

30］，增加湖表溶解CH浓度，促进

水一气界面CH4的排放.观测数据也表明4#点位的CH4浓度

（平均值79.33nmol/L）显著（P<0.05）高于其它

3个点位（1#点位：20.09nmoUL；2#点位：1407nmoUL；3#点位：4523nmol/L）的CH4浓度纟

研究表明湖泊CH排放具有较强的空间异质性［31］

1研究发现在同一个湖泊不同湖区以及湖区不

同观测点位之间，CH扩散量也表现出空间变化（图3）,这与

前的相关研究结果相一致［8,26,32］,在欧

的一些湖泊中也发现类

似的现象［27,32］i在湖区水平上，本研究结果表明受人工调水影响强烈

的贡湖湾

肖启涛等：水力调控对湖\"甲烷扩散通量的影响

567

CH通量明显高于受调水活动影响较小的湖心区域（

图3,图4）.另外，贡湖湾两个不同观测点位之间的CH

通量也存在显著（X0.05）

差异,该结果表明单站点的观测可能不适合用于湖区乃至全湖CH排放通量的估

算［8,27,32］.但值得注意的是,在受人为活动干扰较小的湖心区域［18,29］,两个站点之间的CH通量无显著

（P>

0.05）的差异

-

3.2CH。通量时间变化的影响因子

基于22个月（2011年11月至2013年8月）的连续采样调查表明，本研究选取的两个湖区的CH

4扩散

通量均有明显的时间变化（图4）-在水域生态系统（湖泊、河流、湿地

、河口和海洋等）CH排放动态综合研究

中发现，湖泊水体CH的排放具有极强的时间变化［31］-水体CH*的产生和排放对水温的依赖性较强，温度的

变化可导致水体CH通量发生相应的变化［4

-5,8,33］.受季风气候的影响，本研究区水温表现出显著的季节变化

（图2a），统计分析也表明水温与CH扩散通量呈现出显著的正相关关系（图5），

因此水温是CH通量时间

变化的重要驱动因子-

温度对CH扩散通量的影响可能受到其他因素的制约.本研究发现在湖心区域，温度控制62%的CH

通量的时间变化，但在贡湖湾，温度仅控制21%的CH通量的时间变化（图5）.贡湖湾是外源来水进太湖的

第一站，也是外源物质与太湖进行交汇

的水域,输入贡湖湾的外源负荷可能会“稀释

”

掉温度对CH排放的

直接影响［8,27,34］-长期控制实验表明外源负荷输入对水体CH排放的影响要大于温度的影响［35］，在北方寒

带湖泊野外观测中也发现温度对湖泊CH通量的影响受到其他湖泊理化因子的制约［34］-因此，温度可能并

不是湖泊水体CH通量时间变化的唯一调控因子，在评估全球变暖对湖泊CH排放通量影响时需要考虑多

因的

控

应.

本研究也发现湖泊生化参数与水一气界面CH扩散排放相关（表2）I在湖心和贡湖湾两个区域中，CH

通量与DO均表现出显著的负影响关系，这主要是因为CH是在厌氧状况下产生，有氧条件下CH会被氧化

消耗掉［28,36］-观测期间两个区域相对较低的chl.o浓度（表1）表明无水华发生，但值得注意的是湖心区CH

通量与Chl.o浓度呈现显著的正相关关系（表2）.相关研究表明Chl.o可以很好地表征出湖泊富营养化及其

水华对CH排放的影响［4,34］，该结果表明随着湖心区域富营养化程度的升高或者水华的发生，

其CH排放通

量可能也会随之升高⑺.另外

，研究表明不同环境下营养盐与水体CH通量的关系较为复杂，总体上营养盐

升高可促进水体CH的产生和排放［36-37］，但本研究发现两个区域的CH通量均与营养盐呈现显著的负相关

关系（表2）,这可能源于以下两方面原因:第一,CH排放通量的峰值一般出现在暖季,但暖季较高的水温可

促进水体的硝化和反硝化作用,导致在CH排放出现高值的时候水体具有较低的营养盐浓度［38-39］&第二，太

湖是个浅水湖泊，开阔湖心区易受风力扰动，促使沉积物释放大量营养盐到水体中，导致CH通量较低的湖

心区具有较高的营养盐负荷

（表1和图3）.另外，营养盐可以促进水体生物呼吸，为CH产生创造厌氧环境，

另一方面营养盐可以也提高水体初级生产力，其对水体CH排放的影响也可能存在多种机制［36-37］I

32“引江济太”对CHc通量的影响

众多研究表明人为活动能够元曲四大家白朴代表作 显著改变湖泊等内陆水体CH的产生和排放，为量化和预测人为活动和自

然对水体温室气体排放的相对贡献率，给准确评估湖泊等内陆水体温室气体收支提供参考,需要加快和重

点开展人类活动影响下水体温室气体排放特征的研究［9,36\"

37］-人工调水等水力调控措施是目前湖泊水环境

改善常用的物理修复方法［13\"15］,但作为人类施加到湖泊的显著外界胁迫作用，其对湖泊CH等温室气体通

量的影响鲜有报道.本研究中选取的贡湖湾湖区是“引江济太”工程调长江水进太湖的第一站,也是望虞河

引长江来水与太湖进行物质和能量交汇的重要水域.研究结果发现贡湖湾CH扩散排放通量显著（X0.01）

高于湖心的排放通量，考虑到太湖不同区域风速和风生流的均一性［29,40］，以及湖心和贡湖湾两个区域的水

体生物化学指标相差不明显

（

表1）

,“引江济太

”工程可能显著增加湖体CH排放量I

人工外源引水也可能改变湖泊CH排放的时间动态变化.诸多研究均表明水体CH产生和排放的时间

变化主要受温度调节+8,33,36即.但本研发现，与受人类活动干扰较小的湖心区相比,贡湖湾CH通量的时间变

化对温度的依赖程度相对较小（图5）

.进一步分析发现，在引水期间贡湖湾CH通量与水温之间的相关性不

显著（P>0.05），但此时湖心CH

4通量与水温高度正相关（

R2=0.76,P<0.01）-水温是维持暖季或者热带区

568

)湖泊科学)，2021,33(2)

域水体高CH排放的主要机制[8-37-41].但本研究发现湖泊的水力调控措施可能会影响CH排放的温度依赖

性,因此为科学评估湖泊等内陆水体在全球温室气体循环中的地位，

需要综合考虑水力调控等人为影响活

动下湖泊CH等温室气体排放的变异特征-

同时，本研究也发现引水期与非引水期之间CH通量无明显差异(图3)-引水调控本身有一定的复杂

性，一方面外源来水会对湖泊的生态环境产生影响，另一方面来水所携带的外源物质也会直接输入到湖体

中[15],因此外源调水对湖泊CH的影响可能也是一个复杂的过程.例如本研究发现水体CH通量与DO浓

度呈现显著的负相关关系(表2),但外源引调的优质水源一般会增加水体的复氧能力,观测数据也表明贡湖

湾在引水期间的DO浓度(9.26mg/L)要高于非引水期间(&60mg/L)，其也有可能增加水体CH*的氧化消

耗程度.考虑到湖泊等水体温室气体的产生和排放是一个动态复杂的过程，受到一系列的内部因子和外部

因子直接和间接的综合调控[23,37]，后续研究需要考虑多因素的综合控制效应，以明晰水力调控对湖泊CH』

排放的具体调控机理.此外，尽管本研究结果表明CH排放通量对引水有显著的响应，即引水区域(贡湖湾)

CH通量显著高于参考区域(湖心)，但CH通量与引水量无直接的相关性，因此后续研究需综合考虑调水时

段、调水频次以及入湖水质等影响，

以期为定量评估出因引水导致的CH』扩散通量的变化提供依据,并对水

力调控方式提出优化建议-

4

结论

1)太湖贡湖湾和湖心均为大气CH的排放源，但贡湖湾CH扩散排放通量要显著高于湖心区域的排放

量，其排放通量分别为0.073和0.017mmC/(m2・d).此外，贡湖湾不同点位之间的CH4通量也表现出显著差

异,在离引水入湖口较近的点位，其CH排放通量较高-

2)贡湖湾和湖心CH扩散通量具有明显的时间变化，且该变化均与水温呈显著的正相关关系，但因受

到外源来水的影响,贡湖湾CH通量时间变化的温度依赖性相对较低-

3)贡湖湾CH扩散通量对“引江济太”长江来水有一定的响应，总体上外源引水可促进湖泊CH扩散

排放-

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