• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引(EI)收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量

张龙军 徐雪梅 温志超

张龙军, 徐雪梅, 温志超. 秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 227-235.
引用本文: 张龙军, 徐雪梅, 温志超. 秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 227-235.
ZHANG Long-jun, XU Xue-mei, WEN Zhi-chao. Control factors of pCO2 and CO2 degassing fluxes from the Yellow River in autumn[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 227-235.
Citation: ZHANG Long-jun, XU Xue-mei, WEN Zhi-chao. Control factors of pCO2 and CO2 degassing fluxes from the Yellow River in autumn[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 227-235.

秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2002CB412501);国家自然科学基金资助项目(40476063)
详细信息
    作者简介:

    张龙军(1955- ),男,山东潍坊人,教授,博士,主要从事海洋和河流碳循环研究.E-mail:longjunz@ouc

  • 中图分类号: X143

Control factors of pCO2 and CO2 degassing fluxes from the Yellow River in autumn

Funds: The study isfinancially supported by the National Basic Research Program of China (No.2002CB412501) and the National Natural Science Foundation of China (No.40476063)
  • 摘要: 根据2006年11月1~10日,秋季黄河平水期二氧化碳分压(pCO2)的现场实测数据及相关同步观测资料,对黄河表层水pCO2的分布及其影响因素进行了研究。结果表明:水体pCO2在80~166Pa,平均值110Pa,在世界主要河流中属中等偏下水平;空间分布存在较大的不均匀性,中游高于上游和下游。浮游植物的光合作用对pCO2有一定的影响但强度较弱,即使在叶绿素最高值3.58μg/L的包头站pCO2仍达到91Pa。黄河水体有机物含量较低且继承了陆源有机物难降解的特性,干流和库区EpCO2/AOU的比值为0.14和0.20,远低于生物好氧呼吸作用控制水体pCO2的理论下限0.62,因此,生物好氧呼吸作用对水体pCO2的贡献不大。悬浮物(TSS)含量为3.77~1308mg/L,溶解无机碳(DIC)含量为3.03~4.14mmol/L,普遍高于世界其它河流且最大值均出现在潼关站;同时水体pCO2与TSS、PIC、DIC含量具有极好的正相关性。因此黄河流域强烈的机械侵蚀和化学风化作用形成的碳酸盐体系是控制水体pCO2的主要因素。利用Wanninkhof提出的淡水水-气交换系数的通量模式估算,黄河水域水-气界面CO2交换速率约为0.229μmol/m2·s,秋季可向大气释放CO214.5亿moL,相当于8250km2草原或是112km2森林一年的固碳量。黄河CO2释放通量与渥太华河相近,但要远小于亚马逊河。
  • [1] KEMPE S.Long-term records of CO2 pressure fluctuations in fresh water[C]∥Degens E T.Transport of Carbon and Minerals in Major World Rivers.Hamburg:Univevsitat Hamburg,1982:91-332.
    [2] DEGENS E T,KEMPE S,RICHEY J E.Biogeochemistry of major world rivers[M].Wiley,Toronto:SCOPE,1991,42.
    [3] RICHEY J E.Pathways of atmospheric CO2 through fluvial systems[R].Scientific Committee on Problems of the Environment (SCOPE)/United Nations Environment Programme (UNEP)-The Global Carbon Cycle:Integrating humans,climate,and the natural world,2003,62:329-340.
    [4] KEVIN T,JAN V.Carbon fluxes,pCO2 and substrate weathering in a large northern river basin,Canada:carbon isotope perspectives[J].Chemical Geolog,1999,159:61-68.
    [5] RICHEY J E,MELACK J M,AUFDENKAMPE A K,et al.Outgassing from Amazonian rivers and wetlands as a large tropical source of atmospheric CO2[J].Nature,2002,416:617-620.
    [6] COLIN N,MARTIN H,RICHARD J W.Dissolved carbon dioxide and oxygen in the River Thames:Spring-summer 1997[J].The Science of the Total Environment,1998,210/211:205-217.
    [7] ZHAI W D,DAI M H,CAI W J,et al.High partial pressure of CO2 and its maintaining mechanism in a substropical estuary:the Pearl River estuary,China[J].Marine Chemistry,2005,93(1):21-32.
    [8] ZHAI W D,DAI M H,GUO X H.Carbonate system and CO2 degassing fluxes in the inner estuary of Changjiang (Yangtze) River,China[J].Marine Chemistry,2007,107:342-356.
    [9] YAO G R,GAO Q Z,WANG Z G,et al.Dynamics of CO2 partial pressure and CO2 outgassing in the lower reaches of the Xijiang River,a subtropical monsoon river in China[J].Science of the Total Environment,2007,376(255-266).
    [10] CAUWET G,MACKENZIE F T.Carbon inputs and distribution in estuaries of turbid river:the Yangtze and Yellow Rivers(China)[J].Marine Chemistry,1993,43:235-246.
    [11] 徐嵩龄,方精云,刘国华.黄河水系对流域碳分布的影响[J].生态学报,1995,15(3):287-295.(XU Song-ling,FANG Jing-yun,LIU Guo-hua.The influence of yellow river system on carbon distribution of the river basin[J].Acta Ecologica Sinica,1995,15(3):287-295.(in Chinese))
    [12] 张龙军,张向上,王晓亮,等.黄河口有机碳的时空输运特征及其影响因素分析[J].水科学进展,2007,18(5):675-682.(ZHANG Long-jun,ZHANG Xiang-shang,WANG Xiao-liang,et al.Spatial and temporal distribution of particulate and dissolved organic carbon in Yellow River estuary[J].Advances in Water Science,2007,18(5):675-682.(in Chinese))
    [13] 张龙军,姜波,张向上,等.基于泥沙中碳含量的变化表征黄河调水调沙入海泥沙的扩散范围[J].水科学进展,2008,19(2):153-159.(ZHANG Long-jun,JIANG Bo,ZHANG Xiang-shang,et al.Study of carbon content tracing sediment diffusion bound after water-sediment regulation in the Yellow River estuary[J].Advances in Water Science,2008,19(2):153-159.(in Chinese))
    [14] 王晓亮,张龙军,苏征,等.黄河口总碱度保守与非保守行为探讨[J].中国海洋大学学报,2005,35(6):1063-1066.(WANG Xiao-liang,ZHANG Long-jun,SU Zheng,et al.The conservative and non-conservative behavior of total alkalinity in the Huanghe estuary[J].Periodical of Ocean Uniwersity of China 2005,35(6):1063-1066.(in Chinese))
    [15] 苏征,张龙军,王晓亮.黄河河流水体二氧化碳分压及其影响因素分析[J].海洋科学,2005,29(4):41-44.(SU Zheng,ZHANG Long-jun,WANG Xiao-liang.Influencing factors of partial pressure of CO2 in Huanghe river[J].Marine Sciences.2005,29(4):41-44.(in Chinese))
    [16] 任美锷.黄河输沙量的过去、现在和未来[J].国情研究,2003,55(1):254-266.(REN Mei-e.The sediment discharge of the Huanghe river in the past、present and future[J].China Studies,2003,55(1):254-266.(in Chinese))
    [17] 文启忠.中国黄土地球化学[M].北京:科学出版社,1988:28.(WEN Qi-zhong.China Loess Geochemistry[M].Beijing,Science Press,1988:28.(in Chinese))
    [18] MEYBECK M.Carbon,nitrogen and phosphorus transport by world rivers[J].Am J Sci,1982,282(4):401-450.
    [19] ABRIL G,NOGUEIRA M,ETCHEBER H,et al.Brogueira behaviour of organic carbon in nine contrasting european estuaries[J].Estuarine,Coastal and Shelf Science,2002,54:241-262.
    [20] 陈静生,张宇,于涛,等.对黄河泥沙有机质的溶解特性和降解特性的研究--再论黄河水的COD值不能真实反映其污染状况[J].环境科学学报,2004,24(1):1-5.(CHEN Jing-sheng,ZHANG Yu,Yu Tao,et al.A study on dissolution and bio-degradation of organic matter in sediments from the Yellow River[J] Acta Scientiae Circumstantiae,2004,24(1):1-5.(in Chinese))
    [21] KEMPE S,PETTINE M,CAUWET G.Biogeochemistry of european rivers[C]∥Degens E T,Kempe S,Richey J E.Biogeochemistry of major world rivers.New York:Wiley and Sons,1991:169-211.
    [22] VEYSSY E,ETCHEBER H,LIN R G,et al.Seasonal variations and origins of particulate organic carbon in the lower Garonne River at La Re°ole (SW France)[J].Hydrobiologia,1999,391:113-126.
    [23] KROMKAMP J,PEENE J,van Rijswijk P,et al.Nutrients,light and primary produciton in the eutrophic,turbid Westernscheldt estuary[J].Hydrobiologia,1995,311:9-19.
    [24] 张正斌,陈镇东,刘莲生,等.海洋化学原理与应用[M].北京:海洋出版社,1999:112-116.(ZHANG Zhen-bin,CHEN Zhen-dong,LIU Lian-sheng,et al.Marine chemistry theory and applications[M].Beijing:Ocean Press,1999:112-116.(in Chinese))
    [25] BIDDANDA B,OPSAHL S,BENNER R.Plankton respiration and carbon flux through bacterioplankton on the Louisiana shelf[J].Limnol Oceanogr,1994,39(6):1259-1275.
    [26] CHEN C,LIN T A,HUANG C M,et al.Stoichiometry of carbon,hydrogen,nitrogen,sulfur and oxygen in the particulate matter of the western North Pacific marginal seas[J].Mar Chem,1996,54:179-190.
    [27] TAYLOR G T,WAY J,SCRANTON M I.Planktonic carbon cycling and transport in surface waters of the highly urbanized Hudson River estuary[J].Limnol,Oceanogr,2003,48:1779-1795.
    [28] CAI W J.Riverine inorganic carbon flux and rate of biological uptake in the Mississippi River plume[J].Geophysical Research Letter,2003,30 (2):1-4.
    [29] CAI W J,DAI M H,WANG Y C,et al.The biogeochemistry of inorganic carbon and nutrients in the Pearl River estuary and the adjacent Northern South China Sea[J].Continental Shelf Research,2004,24:1301-1319.
    [30] TERNON J F,OUDOT C,DESSIER A,et al.A seasonal tropical sink for atmospheric CO2 in the Atlantic Ocean:the role of the Amazon River discharge[J].Marine Chemistry,2000,68:183-201.
    [31] 李晶莹,张经.黄河流域化学风化作用与大气CO2的消耗[J].海洋地质与第四纪地质,2003,22:43-49.(LI Jing-ying,ZHANG Jing.Chemical weathering processes and atmospheric CO2 consumption in the Yellow River drainage basin[J].Marine Geology and Quaternary Geology,2003,22:43-49.(in Chinese))
    [32] WANNINKHOF R H.Relationship between gas exchange and wind speed over the ocean[J].Journal of Geophysical Research,1992,97,(C5):7373-7381.
    [33] WEISS R F.Carbon dioxide in water and seawater:the solubility of a non ideal gas[J].Marine Chemistry,1974,2:203-215.
    [34] 方精云,郭兆迪,朴世龙,等.1981-2000年中国陆地植被碳汇的估算[J].中国科学D辑:地球科学,2007,37(6):804-812.(FANG Jing-yun,GUO Zhao-di,PU Shi-long,et al.Carbon sink estimates of Chinese land vegetation from 1981 to 2000[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2007,37(6):804-812.(in Chinese))
  • [1] 胡春宏, 张晓明, 赵阳.  黄河泥沙百年演变特征与近期波动变化成因解析 . 水科学进展, 2020, 31(5): 725-733. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.05.009
    [2] 王煜, 彭少明, 郑小康, 尚文绣, 蒋桂芹, 周翔南.  黄河“八七”分水方案的适应性评价与提升策略 . 水科学进展, 2019, 30(5): 632-642. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.05.003
    [3] 彭少明, 郑小康, 王煜, 何刘鹏, 刘娟, 王威浩.  黄河典型河段水量水质一体化调配模型 . 水科学进展, 2016, 27(2): 196-205. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.02.004
    [4] 李子文, 秦毅, 陈星星, 王文海, 吴秋琴.  2012年洪水对黄河内蒙古段冲淤影响 . 水科学进展, 2016, 27(5): 687-695. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.05.006
    [5] 江恩慧, 曹永涛, 张清, 李军华, 袁敏洁, 刘月兰.  黄河“揭河底”冲刷期河道形态调整规律 . 水科学进展, 2015, 26(4): 509-516. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.04.007
    [6] 张东, 黄兴宇, 李成杰.  硫和氧同位素示踪黄河及支流河水硫酸盐来源 . 水科学进展, 2013, 24(3): 418-426.
    [7] 张艳艳, 钟德钰, 吴保生.  黄河平滩流量的多时间尺度现象 . 水科学进展, 2012, 23(3): 302-309. doi: CNKI: 32.1309.P.20120501.1618.021
    [8] 李强坤, 李怀恩, 胡亚伟, 孙娟.  黄河干流潼关断面非点源污染负荷估算 . 水科学进展, 2008, 19(4): 460-466.
    [9] 许炯心.  人类活动对黄河河川径流的影响 . 水科学进展, 2007, 18(5): 648-655.
    [10] 姚惠明, 秦福兴, 沈国昌, 董雪娜.  黄河宁蒙河段凌情特性研究 . 水科学进展, 2007, 18(6): 893-899.
    [11] 丛沛桐, 王瑞兰, 李翠霞.  黄河封河期冰凌预警地电测试技术研究 . 水科学进展, 2006, 17(6): 877-880.
    [12] 徐国宾, 张金良, 练继建.  黄河调水调沙对下游河道的影响分析 . 水科学进展, 2005, 16(4): 518-523.
    [13] 蔡治国, 王光谦, 刘晓岩.  基于“数字水调”规划的黄河水量调度方案编制 . 水科学进展, 2005, 16(4): 524-529.
    [14] 缑元有.  黄河揭底冲刷现象的计算分析 . 水科学进展, 2004, 15(2): 156-159.
    [15] 许炯心, 孙季.  近50年来降水变化和人类活动对黄河入海径流通量的影响 . 水科学进展, 2003, 14(6): 690-695.
    [16] 姚文艺, 赵业安, 汤立群, 李士国.  黄河下游河道断流灾害初探 . 水科学进展, 1999, 10(2): 160-164.
    [17] 李栋梁, 张佳丽, 全建瑞, 章克俭.  黄河上游径流量演变特征及成因研究 . 水科学进展, 1998, 9(1): 22-28.
    [18] 王士强.  黄河泥沙冲淤数学模型研究 . 水科学进展, 1996, 7(3): 193-199.
    [19] 马振海.  黄河倒灌渭河的数值模拟 . 水科学进展, 1995, 6(3): 211-217.
    [20] 齐璞.  对黄河下游河道输沙能力的新认识 . 水科学进展, 1993, 4(2): 153-160.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  141
  • HTML全文浏览量:  31
  • PDF下载量:  641
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-03-19
  • 刊出日期:  2009-03-25

秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量

    基金项目:  国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2002CB412501);国家自然科学基金资助项目(40476063)
    作者简介:

    张龙军(1955- ),男,山东潍坊人,教授,博士,主要从事海洋和河流碳循环研究.E-mail:longjunz@ouc

  • 中图分类号: X143

摘要: 根据2006年11月1~10日,秋季黄河平水期二氧化碳分压(pCO2)的现场实测数据及相关同步观测资料,对黄河表层水pCO2的分布及其影响因素进行了研究。结果表明:水体pCO2在80~166Pa,平均值110Pa,在世界主要河流中属中等偏下水平;空间分布存在较大的不均匀性,中游高于上游和下游。浮游植物的光合作用对pCO2有一定的影响但强度较弱,即使在叶绿素最高值3.58μg/L的包头站pCO2仍达到91Pa。黄河水体有机物含量较低且继承了陆源有机物难降解的特性,干流和库区EpCO2/AOU的比值为0.14和0.20,远低于生物好氧呼吸作用控制水体pCO2的理论下限0.62,因此,生物好氧呼吸作用对水体pCO2的贡献不大。悬浮物(TSS)含量为3.77~1308mg/L,溶解无机碳(DIC)含量为3.03~4.14mmol/L,普遍高于世界其它河流且最大值均出现在潼关站;同时水体pCO2与TSS、PIC、DIC含量具有极好的正相关性。因此黄河流域强烈的机械侵蚀和化学风化作用形成的碳酸盐体系是控制水体pCO2的主要因素。利用Wanninkhof提出的淡水水-气交换系数的通量模式估算,黄河水域水-气界面CO2交换速率约为0.229μmol/m2·s,秋季可向大气释放CO214.5亿moL,相当于8250km2草原或是112km2森林一年的固碳量。黄河CO2释放通量与渥太华河相近,但要远小于亚马逊河。

English Abstract

张龙军, 徐雪梅, 温志超. 秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 227-235.
引用本文: 张龙军, 徐雪梅, 温志超. 秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量[J]. 水科学进展, 2009, 20(2): 227-235.
ZHANG Long-jun, XU Xue-mei, WEN Zhi-chao. Control factors of pCO2 and CO2 degassing fluxes from the Yellow River in autumn[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 227-235.
Citation: ZHANG Long-jun, XU Xue-mei, WEN Zhi-chao. Control factors of pCO2 and CO2 degassing fluxes from the Yellow River in autumn[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(2): 227-235.
参考文献 (34)

目录

    /

    返回文章
    返回