中国内陆水域温室气体排放格局解析：水体类型、水生植物生活型与水温度的协同影响机制

本研究系统揭示了中国内陆水域（沼泽、河流、湖泊、水库）温室气体（GHG）排放的时空分异规律，阐明了水生植物生活型（挺水/沉水/浮叶植物）与水温度（20–30°C关键区间）对全球增温潜势（GWP）的交互影响，发现富营养化可使水体CO2、CH4、N2O排放激增，其中挺水植物覆盖区GWP达沉水植物区的3.98倍，而沉水植物修复可显著降低碳排放（4.79 g CO2-eq m?2 yr?1），为应对气候变化的水生态管理提供科学依据。

　　

Highlight

中国内陆水域温室气体研究热点与季节特征

针对中国内陆水域的GHG排放研究主要集中在长江中下游及其延伸支流湖泊（如太湖、鄱阳湖），其次为三江平原和若尔盖高原湿地（图S2）。CO₂研究最频繁的站点是长江高阳断面，CH₄研究聚焦太湖，而N₂O研究则以三江平原湿地为核心。夏季记录到的GHG通量峰值显著高于其他季节，这与水温驱动的微生物活性和植物代谢增强直接相关。

富营养化特征指标与水体GHG排放密切关联

三种GHG与总氮（TN）、总磷（TP）呈显著正相关，印证了营养盐循环对水生生态系统静态转化的调控作用（Bartosiewicz et al., 2021）。氮磷浓度升高会刺激水体呼吸代谢率：一方面促进藻类爆发，通过降解有机质释放CO₂；另一方面加速产甲烷菌（methanogens）的底物供应，使CH₄排放通量提升2.17–4.91倍（Beaulieu et al., 2019）。城市河流因污水排放导致的TN/TP负荷，其GHG通量可达自然河流的3倍以上（Hu et al., 2018）。

结论

本研究揭示了中国内陆淡水生态系统GHG排放的三重驱动机制：① 挺水植物通过通气组织（aerenchyma）加速CH₄传输，其覆盖区GWP是浮叶植物的3.98倍；② 20–30°C水温区间内水库单位面积GWP最高，而湖泊沉水植物区最低（4.79 g CO₂-eq m^?2 yr^?1）；③ 富营养化通过改变微生物群落结构与有机质矿化途径，使GHG排放产生级联放大效应。该成果为制定基于自然解决方案（NbS）的水域碳减排策略提供了关键靶点。