Rumsliga variationer i CO2-utsläpp från inre vatten över Kina. Torrsäsong (a) och våtsäsong (b) på 1980-talet, och torrperiod (c) och våtperiod (d) under 2010-talet. Kredit:University of Hong Kong
Inlandsvatten är en viktig komponent i den globala kolcykeln och fungerar som aktiva reaktorer, transport och omvandling av stora mängder naturligt och antropogent härlett kol. Tidigare studier tyder på att inlandsvatten är viktiga källor för utsläpp av växthusgaser till atmosfären, ändå är dessa utsläpp dåligt begränsade.
Som en primär växthusgas som driver globala klimatförändringar, koldioxid (CO 2 ) utsläpp från inre vatten spelar en nyckelroll i bedömningen av den globala kolcykeln. Medan de flesta ansträngningar under det senaste decenniet har fokuserat på att förfina uppskattningarna av utsläppsflödet på regional och global skala, forskare förstår inte till fullo reaktionsförmågan hos regionala CO 2 utsläpp från inre vatten till globala förändringar. Nyligen genomförda studier visar att de är föremål för uppjusteringar eftersom nyckelregioner, som Kina, inte har tagits med ordentligt.
Forskare vid Institutionen för geografi vid University of Hong Kong (HKU), tillsammans med medarbetare från Australien, Tyskland, Schweiz, Kina, och USA, har för första gången, kvantifierad CO 2 utsläpp från bäckar, floder, sjöar, och reservoarer i Kina under de senaste tre decennierna och jämfört två tidsperioder:1980- och 2010-talen, under vilka Kina upplevde oöverträffade miljömässiga och socioekonomiska förändringar. Den första perioden hänvisar till 1980-talet före massiva antropogena störningar, medan den andra perioden (2010-talet) är efter omfattande uppdämning och intensiv markanvändningsförändring. Resultaten har nyligen publicerats i en akademisk tidskrift Naturkommunikation .
I kombination med fjärranalystekniker, forskargruppen uppskattade CO 2 utsläppsflöde från kinesiska inre vatten baserat på historiska vattenkemidata insamlade vid 1, 709 platser på 1980-talet och senaste fältprovtagning på 1, 064 platser över hela Kina, analyserar nästan 200, 000 vattenprover insamlade under perioden. Teamet använde en aldrig tidigare skådad spatiotemporal datauppsättning för att rekonstruera tidigare störningar orsakade av snabba miljömässiga och socioekonomiska förändringar, och undersökte deras inverkan på CO 2 utsläpp från kinesiska inre vatten.
Fynden avslöjade en total minskning på 29 % av CO 2 utsläppsflöde från kinesiska inre vatten under de senaste tre decennierna, från 138±31 miljoner ton kol per år (C/år) på 1980-talet till 98±19 miljoner ton C/år på 2010-talet. (Bord 1)
Bäckar och floder är de primära utsläppen, står för 88 % till 93 % av det totala skatteflykten. 2010, totalt CO 2 utsläppsflödet från kinesiska bäckar och floder har minskat till 85,8 ± 19,4 miljoner ton C/år, i samma storleksordning som det integrerade flödet för bäckar och floder i USA på 97 miljoner ton C/år, eller en tredjedel av uppskattningen för afrikanska floder med 270 till 370 miljoner ton C/år.
"Våra resultat tyder på att denna oväntade minskning drevs av en kombination av miljöförändringar, inklusive massiv omvandling av fritt strömmande floder till reservoarer och omfattande genomförande av återplanteringsprogram. Omvandling av fritt strömmande floder till reservoarer som visar fysikalisk-kemiska egenskaper analoga med sjöar orsakade en betydande minskning av CO 2 utsläpp, " sa huvudförfattaren Dr. Lishan Ran vid institutionen för geografi vid fakulteten för samhällsvetenskap, HKU.
Jämförelse av CO2-utsläpp från kinesiska inre vatten på 1980- och 2010-talen. Kredit:University of Hong Kong
Den totala ytan av floder och vattendrag har under perioden minskat med 8,1 till 10,4 %, medan den totala ytan av sjöar och magasin har ökat med 13,1 % (tabell 2). Övergripande, den totala ytan av kinesiska inre vatten ökade med cirka 8600 km2 i genomsnitt (6 %) under 2010-talet jämfört med 1980-talet.
"Kina har engagerat sig i en dammboom sedan 1980-talet med en kraftig ekonomi som stimulerade behovet av energi och livsmedelsproduktion. Med cirka 15, 000 nya reservoarer färdigställs mellan de två perioderna, reservoarernas lagringskapacitet mer än fördubblades. Därför, minskningen av strömytan mellan de två perioderna har kompenserats av den samtidiga expansionen av sjöar och reservoarer, Dr. Ran förklarade.
Den tibetanska platån är rumsligt den enda regionen som visar ökade utsläpp från bäckar/floder, sjöar och reservoarer, med flod och CO-sjö 2 utflödet ökade med 18 % och 81 %, respektive. Detta återspeglar utbyggnaden av strömnäten och ökande flöde på grund av smältande glaciärer, snö, och permafrost och ökande nederbörd i regionen. Bäckytan på den tibetanska platån ökade med 8,5 % och 2,5 % under de torra och våta årstiderna, respektive. I jämförelse, floden CO 2 skatteflykt i alla andra regioner visar kraftiga nedgångar på 31 % till 56 %.
"Sedan CO 2 förlust genom undanflykt av inlandsvatten är ännu inte införlivad i den nuvarande koldioxidbudgeteringen av Kinas terrestra landskap, vi drar slutsatsen att att ignorera kolavgasning från inlandsvatten sannolikt kommer att leda till att ekosystemens kolsänka på marken överskattas avsevärt, som skog, " sa doktor Ran.
Från fynden, utflödesuppskattningarna skulle kunna minska omfattningen av den markbundna kolsänkan i Kina för 1980-talet med 24 % till 59 %. Som ett resultat av genomförandet av rikstäckande ekologiska restaureringsprogram sedan början av 1980-talet, terrestra ekosystem över hela Kina har återställts kraftigt under 2010-talet. Ändå, står för den samtidiga CO 2 undanflykt från kinesiska inre vatten tyder på att den totala kolsänkningskapaciteten hos Kinas terrestra ekosystem under 2010-talet kunde kompenseras med 17 % till 21 %.
"Med tanke på att Kinas olika klimat- och geomorfologiska system efterliknar globala landskap och omfattar de flesta av de globala vegetationstyperna, vi hävdar att exklusive inlandsvatten CO 2 Undvikande kan leda till betydande fel i förståelsen av de terrestra ekosystemens roll i den globala kolbalansen. Forskningsresultatet är också betydelsefullt för globala bedömningar av koldioxidutsläpp. Utflödesuppskattningen från kinesiska inre vatten representerar 5% till 7% av den globala uppskattningen och skulle orsaka cirka 0,1 miljarder ton koldioxidökning jämfört med tidigare globala uppskattningar, " sa doktor Ran.
"Denna studie representerar den första heltäckande metoden för att utvärdera förändringar i akvatisk CO 2 utsläpp genom tiden. Vi visade att direkt förvaltning av både land- och vattensystem har potential att avsevärt påverka koldioxidutsläppen från inre vatten. Endast en korrekt bedömning av CO 2 utsläppsförändringar på grund av förvaltningspraxis, och deras inflytande på vattenresurser, kommer att tillåta oss att till fullo förstå hur man kopplar akvatisk kolförlust med terrestra ekosystem." tillade Dr. Ran.
