本網(wǎng)訊 近日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院李學(xué)德教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳敬安研究員團(tuán)隊(duì)，在環(huán)境科學(xué)與水資源領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Water Research》上發(fā)表了題為“Human-induced N-P imbalances will aggravate GHG emissions from lakes and reservoirs under persisting eutrophication”的研究論文。
湖泊和水庫(kù)是大氣CO2、CH4、N2O的排放熱點(diǎn)，其營(yíng)養(yǎng)水平和化學(xué)計(jì)量比狀態(tài)是影響溫室氣體產(chǎn)生和排放的重要驅(qū)動(dòng)因素。在過(guò)去的幾十年里，氮磷負(fù)荷的不平衡輸入加劇了全球內(nèi)陸湖泊和水庫(kù)系統(tǒng)的磷匱乏狀態(tài)。然而，目前尚不清楚這種狀態(tài)轉(zhuǎn)變是否涉及營(yíng)養(yǎng)限制系統(tǒng)的全球變化以及湖泊和水庫(kù)的溫室氣體排放。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)建立全球尺度上湖泊和水庫(kù)溫室氣體通量與驅(qū)動(dòng)因素（營(yíng)養(yǎng)鹽和形態(tài)特征）之間的擬合模型，評(píng)估了未來(lái)人為引起N過(guò)度富集導(dǎo)致的溫室氣體在不同營(yíng)養(yǎng)水平和養(yǎng)分限制狀態(tài)下產(chǎn)生的排放和碳的相對(duì)社會(huì)成本(RSCC)。研究結(jié)果顯示，過(guò)量的氮輸入放大了湖泊和水庫(kù)中溫室氣體的排放。與當(dāng)前水平相比，未來(lái)水體富營(yíng)養(yǎng)化（1.2倍）預(yù)計(jì)將使全球湖泊和水庫(kù)的CO2（384.66 Tg·y?1）、CH4（250.75Tg·y?1）和N2O（69.97 Tg·y?1）排放量分別增加49%、12%和25%，碳的相對(duì)社會(huì)成本約為0.13萬(wàn)億美元（0.08~6.91萬(wàn)億美元）。與未來(lái)1.2倍的富營(yíng)養(yǎng)化水平相比，未來(lái)氮磷比值增加50%將使碳的相對(duì)社會(huì)成本增加15%。考慮到單獨(dú)和同步減少湖泊和水庫(kù)氮磷污染物的社會(huì)成本和效益，未來(lái)湖泊和水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化管理的長(zhǎng)期戰(zhàn)略需要重視氮和磷的平衡控制。
本研究的創(chuàng)新點(diǎn)在于考慮了養(yǎng)分限制變化與CO2、CH4和N2O排放量之間的關(guān)系，可以模擬未來(lái)氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)驅(qū)動(dòng)下湖泊和水庫(kù)氮磷失衡和富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)全球CO2、CH4和N2O的動(dòng)態(tài)和潛在生態(tài)效益。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了維持湖泊和水庫(kù)系統(tǒng)氮磷化學(xué)計(jì)量平衡對(duì)減少全球大氣CO2、CH4和N2O含量方面的重要性。
圖1 不同大陸湖泊和水庫(kù)平均溫室氣體通量和營(yíng)養(yǎng)限制狀態(tài)的變化。A和B分別表示湖泊和水庫(kù)的平均溫室氣體通量和營(yíng)養(yǎng)限制狀態(tài)。
圖2 未來(lái)不同氮磷失衡和富營(yíng)養(yǎng)化水平情景下全球湖泊和水庫(kù)中CO2、CH4和N2O的排放量。
圖3 相對(duì)于當(dāng)前生產(chǎn)力水平，在氮和磷濃度增加120%和比值增加50%的情況下，未來(lái)全球湖泊和水庫(kù)的溫室氣體排放和碳的相對(duì)社會(huì)成本(RSCC)。
我校資源與環(huán)境學(xué)院為該論文的第一單位，我校2023級(jí)生態(tài)學(xué)博士研究生余偉為論文第一作者，我校李學(xué)德教授和中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所楊海全研究員為論文共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、貴州省科技計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。（圖文/李學(xué)德 編輯/張韜雯 預(yù)審/王瓊 審核/夏利明）
論文信息：Wei Yu, Fali Liu, Xianglan Jiao, Pingping Fan, Haiquan Yang*, Yongmei Zhang, Jie Li, Jingan Chen, Xuede Li*. Human-induced N-P imbalances will aggravate GHG emissions from lakes and reservoirs under persisting eutrophication, Water Research, Volume 276, 2025, 123240.
鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.123240
