流域碳循环是全球碳循环的重要组成部分，调控全球气候变化。河流不仅作为陆地向海洋碳的输送通道，还是碳循环的反应器，影响碳的源汇评估。尽管众多研究关注流域碳循环，然而，目前对河流内部碳生物地球化学过程仍缺乏认识，河流碳反应控制因素尚未明确，及对河流碳转化量缺乏评估。
近期我院流域生物地球化学中心李思亮教授团队与构造中心徐胜教授团队利用水化学、氢氧同位素、稳定及放射性碳同位素在我国热带及亚热带多个流域进行河流碳生物地球化学反应的研究。该项工作的合作者来自于瑞典农业大学、格拉斯哥大学、威斯康星大学及香港大学等单位，旨在研究河流中碳空间分布异质性的影响因素，及评估河流内部过程对碳迁移转化的影响。
图 河流中氘盈余（d-excess）与河流宽度（River width）（a）及d13CDIC（b）与河流宽度之间的关系，不同梯度河流中水-气界面面积及河流深度的变化关系（c）
在该工作中，主要得到以下认识：（1）尽管河流中溶解无机碳（DIC）的浓度可以反映岩石风化的强度，但其同位素值（ d13CDIC和D14CDIC）却明显受河流内部过程影响；（2）河流中碳含量及同位素表现出明显的空间异质性，水化学指标及碳同位素共同表现出明显的光合作用特征；（3）河流中颗粒有机碳（POC）的运移明显受到光合作用的影响，其自生来源占重要部分；（4）河流中氢氧同位素表现出明显的蒸发效应，并且河流中蒸发作用与光合作用同步发生；（5）河流源头区具有更大的水-气接触面积，是河流光合作用的重要发生地。
该工作得到国家重点研发计划（2016YFA0601002），国家自然基金委杰青项目（41925002）等联合资助。相关成果如下：
Zhong, J., Wallin, M. B., Wang, W., Li, S.-L., Guo, L., Dong, K., Ellam, R. M., Liu, C.-Q., and Xu, S., 2021, Synchronous evaporation and aquatic primary production in tropical river networks: Water Research.
Zhong, J., Chen, S., Wang, W. F., Yan, Z. L., Ellam, R. M., and Li, S. L., 2020, Unravelling the hydrological effects on spatiotemporal variability of water chemistry in mountainous rivers from Southwest China: Hydrol. Process.
Chen, S., Zhong, J., Li, S., Ran, L., Wang, W., Xu, S., Yan, Z., and Xu, S., 2021, Multiple controls on carbon dynamics in mixed karst and non-karst mountainous rivers, Southwest China, revealed by carbon isotopes (δ13C and Δ14C): Science of the Total Environment.
