亚高山森林小流域有机碳输出季节动态及影响因子研究

Riverine organic carbon (OC) export is the important components of terrestrial carbon cycle, and is also one of the most popular issues in global carbon cycle. The mountain valley is the major source area of riverine OC, and play an important role in regional pattern of carbon sink. However, there is a lack of synthesize study the main influence factors for mountainous rivers. Three forested mountainous catchment in Gongga Mountain are chosen to study riverine OC export. Based on hydrological processes observation and high-frequency sampling strategies for OC, analyze the seasonal dynamics of OC export and source coming. Based on the relationship between aquatic environmental factors, discharge and OC flux, extract the main aquatic influence factors of OC. Incorporate with spatial investigation of vegetation and soil in 3 catchments and 3 forested runoff plots, discover the main ecological influence factors of OC. Depending on all above studies and experiment, recognize the dynamical process of subalpine mountainous river OC export, demonstrate the comprehensive factors affecting OC export and these mechanisms, and then provide scientific basis to research the carbon balance variation under global change.

河流有机碳输出是陆地碳循环的重要组分，也是当前全球碳循环研究的热点问题之一。山地流域是河流有机碳的主要贡献区，在区域碳源汇格局变化中具有重要作用。针对目前缺乏对山地河流有机碳输出影响因子的系统研究。本项目以贡嘎山亚高山三条森林小流域为研究对象，基于水文过程和河流有机碳高频度监测，分析河流有机碳输出及来源的季节动态过程；基于有机碳输出与水环境和径流过程的关系，分析河流碳输出的主要水环境影响因子；结合流域和径流场空间尺度植被和土壤调查研究，分析河流有机碳输出主要生态环境影响因子。通过以上内容研究，系统认识亚高山河流有机碳输出的动态过程，阐明有机碳输出的综合影响因素与作用机制，为系统性认识全球变化背景下的流域碳源汇变化提供科学依据。

河流有机碳输出是陆地碳循环的重要组分，也是当前全球碳循环研究的热点问题之一。山地流域是河流有机碳的主要贡献区，在区域碳源汇格局变化中具有重要作用。针对目前缺乏对山地河流有机碳输出影响因子的系统牙就，本项目以贡嘎山亚高山三条森林小流域问研究对象，基于水文过程和河流有机碳的监测，分析河流有机碳输出及来源的季节动态过程；基于有机碳输出与水环境和径流过程的关系，分析河流有机碳输出的主要水环境影响因子；结合流域和植被覆盖研究，分析河流有机碳输出主要生态环境影响因子；利用meta分析方法，系统分析了环境因子交互影响下，不同空间尺度河流、悬移质和碳输出的变化规律及影响机制。在研究期间，黄崩溜沟（HBL），观景台沟（GJT）和马道沟（MDG）DOC浓度分别为10.46±3.52（2.44〜19.37），16.56±6.71（5.52〜52.67）和13.64±5.06（5.45〜35.49）mg L-。在HBL，GJT和MDG流域，DOC通量分别为78.07,35.53和38.55 kgC•km-1 d-1。在生长季节，HBL，GJT和MDG流域DOC通量分别为88.5％，83.1％和90.5％。研究结果表明，森林覆盖率高的流域可以在径流水中产生较高的DOC浓度，而MDG和GJT流域DOC浓度差异不显着，森林覆盖率高达67.82％。林地通过减少土壤化学吸附和从冠层和枯落物中额外输入DOC来增加DOC浓度。径流对DOC浓度的影响取决于径流水源。在径流量20〜30％的浅层含水层补给中，可以输出大约60％的HBL和GJT流域DOC通量。由于林地覆盖率高的小流域径流系数较低，因此其输出的DOC通量低于低覆盖林地流域。综合分析中国不同空间尺度流域水、碳通量，结果发现，小尺度到中尺度流域径流系数逐渐增加，但是中尺度至中大尺度，径流系数逐渐减小；另外，总有机碳通量在中等尺度至大尺度流域也逐渐减小。通过以上内容研究，系统认识亚高山河流有机碳输出的动态过程，阐明有机碳输出的综合影响因素与作用机制，为系统性认识全球变化背景下的流域碳源汇变化提供科学依据。