“碳失匯”即大氣碳收支不平衡，一直是全球碳循環(huán)和氣候變化研究的核心議題之一。已有眾多研究指出，大量遺失碳匯存在于陸地生態(tài)系統(tǒng)中，其中湖泊濕地等內(nèi)陸水體具有高效的碳循環(huán)和碳埋藏的生態(tài)系統(tǒng)功能。在當(dāng)前“碳中和”背景下，評(píng)估我國湖泊生態(tài)系統(tǒng)固碳?xì)v史、現(xiàn)狀及未來潛力具有重要的科學(xué)與現(xiàn)實(shí)意義。然而，現(xiàn)有大多數(shù)研究是基于單一或個(gè)別巖芯，或通過少數(shù)沉積指標(biāo)和環(huán)境要素進(jìn)行分析，這制約了對(duì)大型復(fù)雜湖泊系統(tǒng)內(nèi)源碳生產(chǎn)（生物碳泵效應(yīng)）、碳遷移沉積與埋藏機(jī)制的深入分析，在湖泊固碳評(píng)估方面也存在較大不確定性。 

　　鑒于此，在國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)、第二次青藏科考和國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持下，湖泊沉積與環(huán)境演變研究室張科研究團(tuán)隊(duì)特別研究助理林琪等，聯(lián)合國內(nèi)外科研同行，運(yùn)用多巖芯古湖沼手段開展多指標(biāo)綜合研究，在青藏高原東南緣大型湖泊有機(jī)碳埋藏時(shí)空變化規(guī)律與成因機(jī)理方面取得了新認(rèn)識(shí)，相關(guān)成果Organic carbon burial in a large, deep alpine lake (southwest China) in response to changes in climate, land use and nutrient supply over the past ~100 years、Spatial variation of organic carbon sequestration in large lakes and implications for carbon stock quantification已發(fā)表于國際地學(xué)期刊Catena。 

　　以不同水深和營養(yǎng)水平典型湖泊瀘沽湖和洱海為例（圖1），多巖芯對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，沉積物有機(jī)碳（OC）、營養(yǎng)鹽（N、P）、金屬元素以及磁化率、粒度等理化指標(biāo)分別在不同巖芯中呈現(xiàn)出相似的隨時(shí)間變化特征，指示全湖盆沉積相對(duì)穩(wěn)定，具有一致性的規(guī)律；兩個(gè)湖泊近百年沉積環(huán)境演變主要受到流域土地利用變化的影響，研究同時(shí)印證了湖心單巖芯在古湖沼古環(huán)境演變歷史重建中的相對(duì)可靠性。碳氮比值和碳同位素分析表明，沉積物中OC以內(nèi)源生產(chǎn)—藻類貢獻(xiàn)為主。 

圖1 研究區(qū)域與采樣點(diǎn)位 

　　在歷史演化特征方面，瀘沽湖中代表性巖芯OC累積速率在1880-1980年間增加了3倍到達(dá)43克／平方米／年，與生標(biāo)指示的湖泊內(nèi)源生產(chǎn)力升高相一致，主要受控于流域土壤侵蝕和人為營養(yǎng)輸入；隨后湖泊呈現(xiàn)出富營養(yǎng)化趨勢(shì)，然而OC累積速率持續(xù)減少至~15 克／平方米／年，很可能受到近年氣候變暖和湖水分層加劇導(dǎo)致的有機(jī)物分解及OC礦化增強(qiáng)的影響（圖2）。由此推斷，在未來氣候增暖情景下，與瀘沽湖類似的深水湖泊碳匯功能有可能減弱，而非預(yù)期中的增強(qiáng)。研究進(jìn)一步指出，湖泊碳埋藏研究亟需在不同的氣候、生態(tài)和土地利用梯度下系統(tǒng)開展，以深入評(píng)估增溫和富營養(yǎng)化對(duì)湖泊碳匯的綜合效應(yīng)。 

圖2 瀘沽湖OC埋藏歷史變化與潛在機(jī)制解釋 

　　在空間變化特征方面，基于多巖芯地層標(biāo)志年代學(xué)的評(píng)估，研究發(fā)現(xiàn)瀘沽湖和洱海沉積物OC含量、累積速率和碳庫儲(chǔ)量均呈現(xiàn)出顯著的空間差異性；估算結(jié)果顯示，瀘沽湖湖盆近50年沉積物OC蓄積量（standing stock）介于0.49-1.40 千克／平方米，洱海營養(yǎng)水平和生產(chǎn)力更高，近30年OC蓄積量介于0.59-1.48 千克／平方米（圖3）。不同于經(jīng)典的“沉積集聚”（sediment focusing）原理（湖內(nèi)沉積物輸送和再分配），兩個(gè)湖泊有機(jī)碳埋藏的空間差異主要受控于流域人為土地利用和營養(yǎng)輸入，二者通過調(diào)控湖泊初級(jí)生物碳泵與陸源物質(zhì)輸入來影響碳埋藏的空間格局。研究進(jìn)一步指出，基于單巖芯定量估算湖泊碳匯可能產(chǎn)生顯著偏差，其中瀘沽湖心單巖芯高估了全湖OC儲(chǔ)量的32%或低估了48%，表明空間異質(zhì)性是大型湖泊碳匯估算不確定性的重要來源；未來有待運(yùn)用多巖芯開展多點(diǎn)位、更精確的評(píng)估，從而深入理解人類活動(dòng)的陸地水體碳匯過程及其在全球碳循環(huán)中扮演的角色。 

圖3 瀘沽湖和洱海沉積物干質(zhì)量（DM）、總磷（TP）和OC蓄積量及水深（虛線）的空間分布 

論文鏈接： 

　　https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105768  

　　https://doi.org/10.1016/j.catena.2021.105240