摘要
内陆水体在全球碳循环中的作用 日益受到关注,特别是喀斯特地表水体与水生光合作用有关的生物泵(biological pump,BP)将溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)转化为有机碳沉积,是形成长期稳定碳酸盐风化碳汇的关键.富营养化作为BP的特殊阶段,是地表水环境面临的主要环境问题之一.然而,通常认为富营养化的控制元素是磷(P)和氮(N),而BP的控制元素还包括碳(C),如喀斯特湖库尽管DIC浓度高,但其碱性环境使得水中的CO2很低,因此BP效率受到C限制.同时BP产生的碳酸钙促进了水中P的共沉淀,缓解了水体向蓝藻型富营养化的发展,可能促成水质安全和水体碳增汇的双赢.未来需通过对不同气候(温度、降水差异)、不同土地利用(N-P营养输入差异)和不同岩性(碳酸盐岩-硅酸盐岩风化产生pH和DIC差异)条件下的喀斯特地表水体BP的DIC施肥及其碳增汇和富营养化缓解效应进行系统研究,重点揭示以下关键科学问题:(1)DIC对BP施肥的机制及控制因素;(2)水体C:N:P:Si与浮游-沉水植物群落结构/组成的耦合关系及机制;(3)DIC施肥下BP的碳增汇和富营养化缓解效应.系统研究将为HCO3-Ca型地表水体碳增汇和水质安全调控提供新的理论依据和科学支撑.
基金项目
中国科学院战略性先导科技专项(XDB40000000)
国家自然科学基金碳专项重点项目(42141008)
国家自然科学基金重点项目(42130501)
国家自然科学基金创新研究群体项目(41921004)
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