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我院土壤侵蚀与物质循环团队在湖泊碳循环研究方面取得新进展

发布人:周亮日期:2026年08月21日 09:41浏览数:

(供稿 王诗兰)2026年8月19日,我院土壤侵蚀与物质循环团队联合鲁东大学、浙江大学、广东工业大学、美国雪城大学,俄罗斯莫斯科国立大学以及西班牙巴塞罗那自治大学等国内外多家单位在Science Advances(Science子刊,JCR一区TOP刊物)上发表了最新研究成果。我校为论文第一署名单位,我院2026届毕业生王诗兰博士为该文第一作者,我院李忠武教授、聂小东副教授和鲁东大学王毅教授为共同通讯作者。

湖泊是流域水、土壤、植被与人类活动相互连接的重要节点,湖泊中碳的输入、转化、埋藏与排放,是流域生态环境过程及人类活动影响的综合反映。准确判断湖泊究竟是吸收碳的“汇”,还是向大气释放碳的“源”,不仅关乎对湖泊在全球碳循环中作用的科学认知,也直接影响流域污染治理、生态修复和碳汇管理的科学性。传统研究常将湖泊沉积物中埋藏的有机碳全部计入湖泊固碳,但其中相当一部分来自流域土壤和陆生植被,并非湖泊自身通过光合作用新固定的碳。若将其全部作为湖泊碳汇,可能造成重复核算,高估湖泊自身固碳能力,从而影响对流域生态环境管理成效和治理重点的科学判断。

针对这一科学难题,研究团队创新性提出湖泊实际碳汇的内循环主导理论,主张以湖泊水生生物光合过程捕获并埋藏的内源有机碳表征湖泊内在碳封存能力,构建耦合内在碳封存-碳排放平衡的碳源-汇核算新框架。研究团队整合了中国73个湖泊碳埋藏资料及2359条碳排放记录(CO2和CH4),结合δ13C-C/N来源示踪剂和MixSIAR模型首次从全国尺度上量化了湖泊沉积物中内/源贡献,重新核算中国湖泊的碳收支(图1、图2)。结果表明,若按照传统方法将沉积物中的总有机碳埋藏全部计入湖泊固碳,中国湖泊在2020年代表现为弱碳汇;而扣除流域输入的外源有机碳后,湖泊自身形成的内源有机碳埋藏只能抵消约53.23%的气态碳排放,中国湖泊整体仍表现为碳源,净碳收支约为−0.83 Tg C yr-1(图3)。两种核算结果表明是否准确区分碳的来源,会直接影响对湖泊碳源/汇属性的判断,也凸显了从流域源头管控陆源碳负荷和增强内源碳固存的现实紧迫性。未来情景分析进一步表明,在SSP2-4.5情景下,若通过污染控制和生态修复推动湖泊恢复至大型水生植物主导的清水状态,中国湖泊有望在内源有机碳埋藏约2070年达到峰值前转变为稳定碳汇。基于此,研究提出根据湖泊碳埋藏能力和排放风险实施分类管理,协同推进流域外源负荷控制、水生植被恢复和沉积碳库保护。

该研究从碳来源角度重新认识了湖泊的碳源/汇效应,强调在湖泊碳汇评估中应区分“流域搬运来的碳”和“湖泊自身固定的碳”。研究成果不仅有助于提高湖泊碳收支核算的准确性,也可为流域污染治理、湖泊生态修复以及碳汇管理提供科学依据,并为全球内陆水体碳源/汇评估提供参考。


图1 中国湖泊碳埋藏的时空特征


图2 中国湖泊碳排放的时空特征


图3 中国湖泊碳平衡估算


该项研究得到了国家自然科学基金和湖南省自然科学基金的资助,相关论文信息如下:

Wang, S., Nie, X., Wang, Y., et al. China’s lakes remain carbon sources: Insights from the balance between intrinsic carbon sequestration and emissions. Science Advances, 12(34), eaed7393 (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed7393.


一审:李忠武

二审:杨   文

编辑:周   亮

终审:饶志国

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