基于走航高頻監測的水庫冬季水體溶解甲烷濃度分布：以湖北西北口水庫為例*

王雪竹，劉 佳，牛鳳霞，肖尚斌,2，陳 敏,2

(1：三峽大學水利與環境學院，宜昌 443002) (2：三峽庫區生態環境教育部工程中心，宜昌 443002)

水庫在全球甲烷(CH4)產生和排放中起著至關重要的作用. 全球范圍內，水庫每年向大氣排放51 Tg的碳，其中36.8 Tg以二氧化碳的形式排放，13.3 Tg以CH4的形式排放[1]. 水庫中CH4排放到大氣中的途徑主要有3種：沉積物中釋放的氣泡、水體中溶解的CH4通過空氣-水界面的擴散以及挺水植物的莖稈[2]，其中大約40%是通過水-氣界面的分子擴散排放到大氣中[1]，尤其是深水湖庫中CH4釋放以擴散為主[3-4]. 近年來，很多學者在水庫中開展了定點24 h連續觀測或選取代表性點位監測特定時段內的擴散通量[5-6]，但這些監測數據可能并不能準確代表整個水庫，因為CH4擴散通量受當地水文氣象條件的變化和溶解CH4濃度分布不均等諸多因素的影響，因此在時間和空間上有較大差異. 事實上，同一湖庫不同區域的溶解CH4濃度差異很大，單個湖庫一般存在水平和垂直的濃度梯度：一方面，沿岸沉積物可能成為表層水體溶解CH4的“源”，存在近岸帶與開闊水域的平流輸送[7-8]，支流中高濃度溶解CH4對開闊區水體的貢獻[9]，雨季陸源有機質的輸入導致沿岸水體中溶解CH4濃度升高[10]；另一方面，沉積物持續向水體中擴散CH4，通常最接近沉積物的水層溶解濃度最高并累積在溫躍層以下[11-12]，在部分湖庫中也發現溶解CH4濃度峰值出現在溫躍層之上的情況[13-14]，原因可能是季節變化引起的水體摻混，能夠使溫躍層以下的……