丹江口水库丰水期与枯水期co₂通量变化特征及影响因素

水库在调节径流的同时，深刻改变了河流连续体的碳通量和碳储存特征，在全球碳循环中发挥着重要的调控作用，其源汇大小受到自然条件、水库特征和调度管理等多方面影响。当前，针对不同水文条件下水库水-气界面CO₂通量动态变化及其影响因素的观测与研究仍十分匮乏，严重制约了水库碳收支估算的准确性。 本研究以亚热带季风区的丹江口水库为研究对象，基于2022年4月至2024年2月的涡度通量观测数据，结合结构方程模型（SEM），定量解析丰水期与枯水期水-气界面CO₂通量的差异及其影响因素。结果表明，丹江口水库全年CO₂通量均值为（0.12±1.93）μmol/（m² ·s），总体表现为弱碳源，但存在显著的季节性差异：丰水期（4-10月）CO₂通量为碳源（（0.97±1.22）μmol/（m² ·s））， 而枯水期（11月-次年3月）转为碳汇（（-1.13±2.04）μmol/（m² ·s））。SEM路径分析表明，能量因子（以显热通量为主）在丰、枯水期均为CO₂通量的主要直接负向驱动因子，且在枯水期作用更为显著。丰水期水文和水体物理性质通过促进营养物质积累和浮游植物繁殖，进而增强微生物呼吸作用，显著提高CO₂排放；而枯水期水体相对稳定且营养负荷减弱，浮游植物等对CO₂通量的作用由正转负，生物过程转而促进CO₂吸收。研究结果揭示了丹江口水库不同水文时期下CO₂通量源汇特征及驱动机制，为水库碳收支评估及碳调度提供科学依据。