水电作为一种清洁能源被大家所推崇,但水电站水库排放大量CO2、CH4和N2O的观测结果,引起了欧美科学家对水电温室气体减排效果的质疑。近些年来,我国水电建设发展很快,而对水电站水库方面CO2、CH4和N2O的排放却很少开展观测研究。水库消落区是连接水陆生态系统能流、物流的枢纽,是温室气体产生的重要场所。本研究以我国目前最重要的三峡水库消落区为研究对象,以库岸长期淹水区和非淹水区作对比,在消落区落干和淹水期间分别采用静态箱和浮箱法,连续两年进行原位观测不同水位高程消落区CO2、CH4和N2O排放通量,研究其排放特征及其影响因素,揭示消落区CO2、CH4和N2O排放通量与主控因子之间的定量关系式,初步估算出测定区域范围内消落区年CO2、CH4和N2O排放总量及其引起的综合GWP,为正确认识这一特殊生境对全球气候变暖的影响提供依据,为评价水电开发的生态效应提供科学数据,以促进我国能源合理开发。
Three Gorges Reservoir;Water-level-fluctuating zone;Greenhouse gases;Water level change;
水电作为一种清洁能源被大家所推崇,但水电站水库排放大量CO2、CH4和N2O的观测结果,引起了欧美科学家对水电温室气体减排效果的质疑。本研究以三峡水库消落区为研究对象,以库岸长期淹水区和非淹水区作对比,在消落区落干和淹水期间分别采用静态箱和浮箱法,连续两年在原位进行了不同水位高程消落区CO2、CH4和N2O的排放研究。结果表明,(1)落干期间,不同高程CH4排放通量为155m高程(4.11 mg?m-2?d-1)>180m高程(1.88)>175 m高程(1.77)>165m高程(1.24),主要决定因素是土壤含水量;生态系统呼吸速率175 m(1131.08 mg?m-2?h-1)>165 m(1037.75)>155 m(872.63)>180 m(672.66),地下5cm处温度和WFPS是主要影响因素;N2O155 m(1.35 mg?m-2?d-1)>175 m(0.62)>165 m(0.42)>180 m(0.14),土壤WFPS和DON是主要影响因素。(2)淹水期间,水-气界面通量CH4为155m高程(25.44mg?m-2?d-1)>145m高程(25.11)>165m高程(23.75)>175m高程(6.27),主要影响因素是水深和水温;CO2为155m高程(129.94 mg?m-2?h-1)>165m高程(125.31)>145m高程(113.38)>175m高程(42.92),主要影响因素为水体DOC和水深;N2O155m高程(0.70 mg?m-2?d-1)>145m高程(0.54)>165m高程(0.23)>175m高程(0.06),主要影响因素是DON和水体pH。(3)全年累计排放量,CH4145m高程(9.54 g?m-2)>155 m高程(7.48)>165 m高程(3.83)>175m高程(1.11)>180m高程(0.68),呈现高程越低,淹水时间越长,全年CH4排放量越多;N2O155m高程(385.5 mg?m-2)>145 m高程(197.1)>175 m高程(145.1)>165m高程(123.85)>180m高程(51.1),规律基本与CH4相似。由此可见,三峡库区消落区内高程不同,温室气体排放具有明显的差异,155m高程所在生态系统是温室气体排放量较大的区域。