黄河小浪底水库调控下溶解无机碳动态与CO2排放的耦合机制

为解析水库调控对河流碳循环的影响机制，研究人员针对黄河小浪底水库开展水沙调控(WSRS)下溶解无机碳(DIC)与CO2排放的动态研究。发现沉积物释放的颗粒有机碳(POC)在输移400公里内显著矿化，导致水体酸化并产生极高CO2分压，其中81%-82%的DIC源自有机碳矿化。该研究揭示水库调控通过加速碳酸盐风化与CO2逸出，使下游月均碳排放量增加27%，为全球沉积型河流碳循环管理提供新见解。

　　

水库建设深刻改变了全球河流碳输运过程，而黄河特有的水沙调控方案(WSRS)为研究人工干预下的碳转化提供了天然实验室。小浪底水库(XLDR)在泄水期，下游溶解无机碳(DIC)主要受碳酸盐风化控制；而在排沙期，水库释放的颗粒有机碳(POC)在400公里输移范围内发生剧烈矿化，引发三重效应：水体pH值骤降、溶解氧匮乏、CO₂分压飙升至异常水平。

同位素示踪技术揭示，下游DIC的81%-82%源自有机质矿化，仅18%-19%来自碳酸盐溶解。这种"矿化主导-风化缓冲"的耦合机制，使得水沙调控期间下游CO₂逸通量激增，月排放量达0.27±0.05 Tg C，相当于全年排放量的27%。研究首次量化了水库沉积物再悬浮过程中"沉积碳-溶解碳-气相碳"的转化效率，为理解人工水库在区域碳循环中的"双刃剑"作用提供了关键数据支撑。