DIC fertilization of primary production in karst lake-reservoirs and its effects on carbon sequestration and mitigation of eutrophication

Abstract

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(BP)将溶解无机碳(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：①DIC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；③DIC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。

Topics & Concepts