太湖湖泊生态系统碳循环模型研究.pdf

摘 要 湖泊是陆地自然单元之一，同时又是流域陆源物质的储存库。据初步研究， 全球湖泊对大气CO:的贡献量达每年0.14-I0'5gc，这个量相当于由陆地江河向 海洋输入有机碳和无机碳总和的一半，因此湖泊生态系统碳循环是陆地生态系 统碳循环的重要组成部分。50年代以来，人类活动导致排入湖泊氮、磷等营养 盐不断增加，湖泊富营养化问题越来越突出，湖泊对大气汇的作用越来越明显， 使得研究湖泊水体碳循环不仅对全球碳循环规律的研究具有重要作用，而且对 研究湖泊富营养化的机理也具有非常重要的意义。太湖是我国五大淡水湖泊之 一，位于长江三角洲南缘，行政区隶属经济发达的江苏省。其生态系统受到人 类活动的强烈干扰，因此了解碳循环的规律十分重要。 本文通过对2003年太湖水一陆界面、水一沉积物界面和水一气界面碳交换 通量的监测，利用中国科学院南京地理与湖泊研究所太湖湖泊生态系统研究站 的现有资料，建立了太湖三维碳循环模型。模型包括了无机碳、有机碳、二氧 化碳、藻类态碳、浮游动物态碳、鱼类态碳、沉水植物态碳、底泥中的有机碳、 底泥中的无机碳和底泥间隙水中的有机碳和无机碳等状态变量，通过河道的有 机碳、无机碳的输入、太阳辐射、风、降雨、蒸发和大气二氧化碳的交换是本 模型的强迫函数。本文用2002.11月一2002.4月的监测资料率定了模型参数，并 用2003年1-12月的资料对各参数进行了校验。 模拟结果显示，8个校验点的模拟值和实测值的年平均误差均小于40%, 因此本模型可以用于湖泊生态系统碳循环特征的研究。同时观测结果表明，太 湖梅梁湾湖区日价为大气二氧化碳的汇，夜间为源，而湖心区和东太湖区日间、 夜间均为大气二氧化碳的源。 关键词: 碳循环 生态系统 三维模型 太湖 TheCarbonCycleModelinginTaihuLake ZhangFabing(physicalgeography) Directedby:QinBoqiangandHuWeiping Lakeisonepartoftheterrene.Meanwhile,itisthecontainerofthematterrfom itswatershed.Itisreportedthatthetotalcarbonrfomlaketoatmosphereisabout whichamountsforonehalfofthetotalcarbonrfomriversto 0.14X10"gperyear, ocean.Hereby,thecarboncycleinlacustrineecosystemisvery importantto terrestrialecosystem.Moreover,sincephosphoursandnitrogendischargedintothe lakeshavebeenincreasingsince1950'sandphosphoursandnitrogenbecomes superabound,carbonprobablybecomeslimitingfactorsinlacustrineecosystem. Thusinvestigationandmodelingofthecarboncycleinlacustrineecosystembenefit notonlytheunderstandingofglobalcarbonbudgebutalsothedescribingofalgae bloommechanism.TaihuLakeisatypicalshallowlake,whichisoneofthefive largestrfeshwaterlakesinChina.ItsituatesinthesouthofthedeltaofYangtse RiverandbelongstoJiangsuprovince.Itsecosystemisfiercelyinterferedbythe humanactivity.Sotoknowthecarboncyclingisofgreatimportance. Onthebaseofthecarbonexchangefluxobservationofair-water,water-land andwater-sedimen