《Ocean-Land-Atmosphere Research》文章：自然和人为活动共同调控河口温室气体含量

研究背景

河口地区因大量人类活动带来的有机物和营养盐输入，被广泛视为温室气体的主要来源。然而，自然和人为因素的复杂交织，使得研究河口温室气体排放充满挑战。从2021年11月开始，本研究每两周进行一次观测，以较高的时间分辨率测量溶解甲烷、一氧化二氮及其相关季节性变化的理化参数。数据分析显示，河流流量增加时，溶解甲烷和一氧化二氮浓度会降低；而在人为活动减少时（如严格的新冠疫情防控措施下），这些气体浓度同样下降。通过展示和分析为期两年的河口甲烷和一氧化二氮时间序列，本研究强调了人类活动对河口温室气体清单和排放影响的重要性。

研究内容

甲烷和一氧化二氮是全球升温潜势远高于二氧化碳的温室气体，其排放对于研究气候变化具有重要意义。通过长期观测温室气体，我们可以更好地理解其年际和季节性变化趋势，从而帮助应对气候变化。与二氧化碳不同，甲烷和一氧化二氮的形成和释放通常与微生物介导的生物地球化学过程有关。本研究选择的虎门观测点位于珠江河口，该地区受大量人为活动影响，微生物活性高，是显著的甲烷和一氧化二氮源。在观测期间，虎门站点的表层和底层水体中，甲烷和一氧化二氮浓度表现出均匀混合的特征，并且同时出现非周期性的异常高峰。当珠江流量增大时，溶解甲烷和一氧化二氮的浓度较低，而这些气体的浓度高峰则出现在珠江流量不高时。研究发现，广东省的人为活动与珠江口的温室气体浓度及环境理化参数高度相关。在新冠疫情防控期间，由于人为活动被严格限制，几乎没有观测到各种物质的浓度异常峰值；而在工业活动恢复后，溶解甲烷和一氧化二氮的平均浓度显著提高。综上所述，人为活动显著影响了珠江口溶解性甲烷和一氧化二氮的浓度变化。

总结

本研究首次对亚热带河口地区的甲烷和一氧化二氮进行了高时间分辨率的观测，揭示了高人为活动影响下甲烷和一氧化二氮的浓度变化。总体而言，由于冬季风速较大，珠江流量低，冬季珠江口的甲烷和一氧化二氮排放量更高，这表明在亚热带季风气候地区表征所有季节河口温室气体动态的必要性。未来深入探索较短周期内出现的非周期性高甲烷和一氧化二氮浓度背后的生物地球化学过程可以更好的了解河口温室气体排放机制以及清单核算。

来源：Ocean-Land-Atmosphere Research