受人類活動影響，大氣中溫室氣體濃度不斷增加，加劇了全球氣 候 變 化 。甲 烷 (CH₄)和二氧化碳 (CO₂)作為大氣中兩種重要的溫室氣體，對溫室效應的貢獻率分別為18% 和64%。大氣中CH₄和CO₂的來源廣 泛。自然水體 (包 括 湖 泊、河流、水庫等)是大氣CH₄和CO₂的重要來源，而河流作為陸地和海洋生態系統之間的重要紐帶，在接收地表徑流、地下水的同時，也匯集了人類活動產生的 碳、 氮、 磷等化學物質并輸送到近海。據統計，河流和河口每年運輸的有機碳大約為0.4 ×10¹⁵g。大量的有機碳在河流生態系統的生物地球化學作 用下轉化為CO₂和CH₄等氣體，增加了大氣中溫室氣體的負荷。已有研究表明，全球河流每年向大氣中排放CO₂的量約為1.8 × 10¹⁵g，排放CH₄的量約為26.8 × 10¹²g。河流作為重要的碳匯，對全球的碳循環和氣候調控有不可忽視的影響。

研究內容：

     內陸河流生態系統作為大氣中溫室氣體通量交換的熱點區域，對全球的碳循環有重要影響。分別于平水期( 2017年5月)和豐水期(2018年7月) 對長江中下游濱岸帶水體兩種溫室氣體(CH₄和CO₂)釋放通量進行了調查研究。結果表明:平水期時，CH₄和CO₂的釋放通量分別為0.39 ～ 9668.83nmol·m^-2·h^-1和0.25～3229.41μmol·m^-2·h^-1，平均值為298.24 ±1308.65nmol·m^-2·h^-1和290.75 ± 645.99μmol·m^-2·h^-1；豐水期時，二者的釋放通 量 為 －22.80 ～ 329.76nmol· m^-2·h^-1

和－110.21 ～ 16.39μmol· m^-2·h^-1，平均值為21.51 ± 49.56nmol·m^-2·h^-1和－3.63 ±13.25μmol· m^-2·h^-1。水體溫度、 pH、 溶解性總磷濃度、溶解性有機碳和溶解性有機氮比值是影響CH₄和CO₂通量的重要因素。CH₄和CO₂釋放通量還受到通江湖泊的緩沖和入江河流輸入的影響，表現為河口水系高，湖口水系低的特點。由于外源污染和濱岸帶土地利用的差異，城市岸帶的CH₄和CO₂排放量最高，其次為自然岸帶，濕地岸帶和河口較低，通量低的為化工園岸帶。估算表明，長江全年碳排放以CO₂為主，年釋放量約為1.93×10⁷t(C), CH₄年釋放量約為2.28×10⁴t(C),低于世界上一些其他大型河流。

研究方法：

溫室氣體樣品采集和分析：將采集的 表 層 水 (＜ 0. 5 m ) 水 樣，緩 慢 注 入61mL棕色玻璃瓶中，并向每個樣品瓶中加入2g KCl以抑制水樣中微生物活性，旋緊橡膠塞并用鋁蓋密封瓶口，低溫避光 保 存。溫室氣體的濃度測定采用靜態頂空法。向瓶中注入15mL氦氣并置換出等體積的水樣，室溫下振蕩30～60min，倒置2 h使 瓶 內達 到 氣、液 兩 相 的 平 衡 態。用 氣密注射器抽取1mL頂空氣體注入氣相 色 譜 儀 中 測 定CH₄和CO₂的 濃 度 ( V / V )。

研究結論：

(1) 長江中下游濱岸帶水體溫室氣體的濃度和通量存在顯著的季節差異， 表現為平水期＞豐水期。水溫、 pH、 DTP和C / N比是影響溫室氣體釋放的重要因素。Chl a濃度僅與CO₂的釋放通量呈顯著的正相關。

(2) 長江干流各水系之間溫室氣體釋放通量的差異性顯著，流域中湖泊 (洞 庭湖、 鄱陽湖和太湖)對干流水體的溫室氣體有緩沖和稀釋的效果，入江河流會增加干流水體溫室氣體的濃度。受土地利用的影響，城市岸帶的溫室氣體排放 量最高，其次為自然岸帶，濕地岸帶和河口較低，通量的為化工園。

(4) 長江全年向大氣中排放的CO₂量估算值為1.93×10⁷t(C)，排放的CH₄量為 2.28×10⁴t(C)，全年釋放的等效CO₂的量為7.13×10⁷t, 與其他大型河流相比，長江的碳排放量估算結果相對較低。

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