Catena | 受侵蚀控制的陆地生物圈的颗粒有机碳的陆海运移再分布

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河流有机碳包含颗粒态有机碳和溶解性有机碳，河流是连接全球海洋和大陆碳循环中两个最大活性炭库的重要纽带。在全球范围内，每年有多达数亿吨陆源有机碳通过河流向海洋输送，其中约一半是颗粒态有机碳和溶解性有机碳。然而，颗粒态有机碳通过河流由陆地向海洋的运移影响了全球有机碳的再分布。但因受到监测数据数量和质量的限制，导致陆海运移的颗粒态有机碳量级、规模和全球空间分布仍不清晰。

基于此，为了明晰颗粒态有机碳量级、规模和全球空间分布模式，基于更新的GEMS-GLORI数据库和其他再分析资料，利用土壤侵蚀模型（F_erosion）、固体总悬浮物模型（F_tss）和径流量模型（F_runoff），对全球主要河流POC通量进行再研究并生成数据集。

研究发现，陆地生物圈每年向到海洋运移POC通量为0.12 -0.20 Pg C/yr，其空间分布见图1。与以往研究认为太平洋和北冰洋是POC的主要接纳者不同，我们研究认为：太平洋和大西洋接收更多的POC，并且分别接收30.76%-62.51%，26.77%-53.95%（图2c, d）。出现这样的差异，可能与受到土壤侵蚀、固体总悬浮物和径流量的综合影响有关(图3)。亚洲比其他大陆出口更多的POC（60.50-61.69%）（图2a, b）。亚马逊流域是大西洋POC的主要贡献者，贡献了53.30-58.68%。此外，因为人类活动强烈和高侵蚀区的众多大流域广泛分布，在纬度带上发现POC通量存在2个关键带(25.75–41.5°N 和4.50°N–13.50°S)（图4）。因此，颗粒态有机碳的海-陆运移主要受水力侵蚀的控制。该项研究有助于深入解决陆海有机碳再分布规律提供新认识和新见解，并为定量评估有机碳的水平陆海运移提供科学依据。

图1 颗粒有机碳通量空间分布

图2 海-陆颗粒态有机碳运移

图3 颗粒态有机碳影响因素分析

图4 颗粒态有机碳在纬度上的变化

中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室白晓永研究员团队，在国际著名SCI期刊CATENA上发表了题为“Particulate organic carbon exports from the terrestrial biosphere controlledby erosion” (受侵蚀控制的陆地生物圈的颗粒有机碳的输出)的研究论文，并创建了全球主要河流POC通量数据集，白晓永研究员为本文的通讯作者。

该研究受中国科学院战略性先导科技专项（No. XDB40000000 & No. XDA23060100），国家自然科学基金（No.42077455），西部之光人才计划（A类）(No.〔2018〕99号)和喀斯特中心联合基金(U1612441)等项目的联合资助。

原文链接 ↓

https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105815

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