Nature Geoscience:河流有機碳迴圈受沉積物輸送時間和礦物保護作用的調控
↯ 要點總結
①在全球碳迴圈中，有機碳以不同的形式在陸地—河流—海洋—大氣系統中進行傳輸和迴圈。其中河流將陸源有機碳從陸地輸送到海洋，在全球碳迴圈中發揮著關鍵作用。在河流的輸送過程中，有機碳a)有可能被氧化後以CO2的形式排放到大氣中，或者b)免被氧化，運輸到下游並沉積，進而以有機礦物複合體的形式儲存下來。這兩種過程之間的權衡輕重可能決定了河流中顆粒有機碳（particulate organic carbon, POC）的埋藏總量，但我們對這種權衡關係及其影響因素知之甚少。
②對此，德國亥姆霍茲地理研究中心的研究人員對自安第斯山脈而下的一條河流的沿岸POC通量進行了追蹤，以期量化沉積物傳輸時間和有機礦物相互作用對河流 POC輸送的影響。這條河流長約 1,270 公里，沒有明顯的支流，由於流速和濁度高，人為活動有限，水生生產力可以忽略不計。
③研究發現，河流POC的氧化程度和速率分別受到了沉積物輸送時間和礦物保護的調節。研究人員並據此開發了一個POC 週轉模型，能夠量化這兩種調控機制對POC的影響。
④該模型估計每年河流POC輸送總量中只有一小部分被氧化了。河漫灘富含POC，對它的側向侵蝕可以增加向下遊的POC輸送量，從而抵消POC氧化。因此，具有高流動性特徵的河流CO2排放量更少，而穩定河道可能會減弱河漫灘的側向侵蝕，因此可能會增加CO2排放量。
⑤研究人員建議將此模型應用於全球河流，以更加準確地估計河流-大氣之間的碳通量，促進我們對全球碳迴圈的理解。
第一作者&通訊作者：Marisa Repasch【German Research Centre for Geosciences (GFZ)】，2021-10-28。
Fig.1 | 研究流域概況
Fig.2 | 河流POC成分的變化
Fig.3 | 有機物-礦物複合體濃度
Fig.4 | 模型模擬的河道的引數和POC週轉率的變化
