全球湖泊总面积（2.74×106km2）约占地球陆地面积的2.01%，不仅可以通过与大气之间的水热交换来影响区域气候，而且通过吸收或排放温室气体参与到全球气候变化中来。湖泊大气之间CO2通量交换的观测手段多样，如水体采样法、浮箱法、涡动协方差法等，但不同方法之间结果差异性大.同时以往的观测多集中在非结冰期，而且有最新研究指出湖泊结冰期的CO2交换过程同样不可忽视，甚至更为重要。青藏高原具有世界上面积最大、海拔最高的内陆湖泊群，这些湖泊在全球碳循环中通过沉积物埋藏和湖气CO2交换展现出重要性。然而，之前的研究对青藏高原湖泊碳功能的结论尚不统一，且对大型湖泊CO2交换的涡动观测较多，而对小型湖泊鲜有研究。大型湖泊和小型湖泊因面积不同而导致的水文热力差异，可能引起二者与大气的CO2交换在季节变化、控制过程等方面均存在显著差异。
近日，国际综合性期刊《Science of the Total Environment》发表了题为《Quantifying the CO2 sink intensity of large and small saline lakes on the Tibetan Plateau》的研究论文。该研究由我所地气作用与气候效应团队的王宾宾研究员和马耀明研究员共同指导，我所与兰州大学联合培养的在读博士研究生李帷墨为论文第一作者，王宾宾研究员和马耀明研究员为共同通讯作者。该研究通过涡动协方差（EC）测量法，定量评估了青藏高原纳木错流域一大一小两个盐湖及高寒草甸的二氧化碳（CO2）汇强度。
研究结果显示：（1）纳木错大湖的净生态系统碳交换（NEE）值为-122.51gCm-2yr-1，而纳木错小湖（面积约1.4km2）的NEE值为-47.17gCm-2yr-1。相比之下，纳木错高寒草甸的NEE值为-128.18gCm-2yr-1；（2）大型盐湖主要在非冰封冷期吸收CO2，而小型盐湖全年无显著的CO2交换。高寒草甸则在植被生长季节吸收CO2，冬季表现出微弱的CO2释放。湖泊的CO2吸收主要受冰障作用和化学过程控制，而高山草甸的CO2吸收则主要由生物过程主导；（3）青藏高原盐湖的CO2汇强度约为1.87至3.01TgCyr-1，较之前的估计有所降低。
通过评估不同湖泊的CO2汇强度，本研究强调了盐湖在区域碳平衡评估中的重要性，特别指出了不同大小湖泊在碳循环中的差异性角色。这一研究结果为未来估算和预测青藏高原及全球湖泊的CO2功能变化提供了重要参考。
该研究获第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0103）、国家自然科学基金（42230610，42075085）和中国科学院青年创新促进会（2022069）的共同资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173408
图1.纳木错区域(NCB)EC通量站点的位置、分布及其NEE变化特征。(A1)表示NCB相对于中国和青藏高原的位置，(A2)表示纳木错区域，其中(A3) (A4)和(A5)表示NCB的EC通量站点的位置和分布，分别代表大湖站点(LLS)、小湖站点(SLS)和纳木错多圈层综合观测研究站(NAMORS)，白色的星星代表EC系统的位置，(a3)(a4)和(a5)对应EC系统的实际位置。(B1)、(B2)和(B3)分别表示LSS、SLS和NAMORS中NEE的日变化。绿色区域表示主要的CO2吸收期，蓝色区域表示冰期。(C)分别表示三个站点每月的CO2交换总量。
