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利用北半球高频湖泊和河流数据推断湖泊代谢对流域输入的响应

作者:Jessica R. Corman, Jacob A. Zwart, Jeniffer Klug

在湖泊中,总初级生产力(GPP)、生态系统呼吸(R)和净生态系统生产力(NEP)的速率通常取决于资源可用性。本文使用16个横跨39°N64°N的湖泊及一系列流入溪流和营养状态的数据,对比流域和湖泊内的新陈代谢预测因子。对于每个湖泊,我们将河流负荷与湖泊的溶解有机碳 (DOC)、总氮 (TN) 和总磷 (TP)浓度与高频原位监测的溶解氧的结合。我们发现河流负荷的化学计量可以表征湖泊化学计量中的碳氮比和碳磷比(分别为r2 = 0.74 r2 = 0.84),但不能表征氮磷比 (r2 = 0.04)。由于我们发现 TN TP 之间存在很强的正相关性,因此我们在统计模型中仅使用 TP 对于流域模型,GPP R 最好通过 DOC 负荷、TP 负荷和负荷 N : P 进行预测(分别为 R2 = 0.85 R2 = 0.82)。对于湖泊模型,GPP R 最好通过 TP 浓度来预测(分别为 R2 = 0.86 R2 = 0.67)。流域模型中包含氮磷比而湖泊模型中没有,这表明氮和磷都调节代谢,并且生物体对流域输入的反应可能比湖泊资源的反应更强烈。我们的模型对净生态系统生产力的预测很差,但原因尚不清楚。总的来说,本文强调了表征流域负荷以预测湖泊代谢率的重要性,这一结果对于正在经历与全球环境变化相关的水文状况变化的流域来说可能特别重要。

(来源:Limnology and Oceanography. 1-15 (2023). DOI: 10.1002/lno.12449)