高坝深库入库支流温室气体垂向特征及其形成机制

水库支流因其特殊的水文条件和生物地球化学过程，是温室气体（GHG）产生与释放的重要区域。本研究以澜沧江小湾入库支流永平河为对象，通过高分辨率垂向采样，利用薄边界层法系统研究了CH4、CO2和N2O的时空分布特征及形成机制。结果表明，研究区存在显著的热力学分层现象，枯水期热分层稳定指数（IC=3.87）明显低于丰水期（IC=5.72）。水体分层结构影响GHG垂向分布特征，稳定分层导致底层水体CH4浓度达2.085 μmol/L，远大于表层浓度（0.073 μmol/L），表明沉积物是产生CH4的热点区域；CO2在温跃层出现最大值（121.37 μmol/L）；沉积物水界面处N2O浓度升高，这主要是由活跃的底层氮循环所导致。表观耗氧量与ΔCO2呈显著正相关（枯水期R2=0.46，丰水期R2=0.15），表明有机物降解是CO2的重要来源。空间上，河相段CO2当量均值为641.31 mg CO2eq/(m2·d)，随着点位靠近库区，其排放量逐渐减小；过渡段是GHG排放热点区域，其CO2当量均值达764.79 mg CO2eq/(m2·d)；湖相段CO2当量最小，为434.49 CO2eq/(m2·d)。时间上，枯水期GHG总排放量（808.64 mg CO2eq/(m2·d)）高于丰水期（440.64 mg CO2eq/(m2·d)），这一差异在湖相段与过渡段表现更为突出，而在河相段并不明显。总体来说，水库的建成使入库支流过渡段成为了GHG排放热点区域，并且使过渡段与湖相段出现明显的季节性差异。永平河GHG排放量（624.64 mg CO2 q/(m2·d)）大于主库区（337.06 mg CO2eq/(m2·d)）。因此，支流对于水库GHG排放的贡献不容忽视。本研究初步阐明了水库支流GHG分布的垂向特征及形成机制，建议将过渡段作为重点监测区域，研究成果为水库支流GHG排放评估和减排策略制定提供了重要参考。