美国林务局和特拉华大学的研究人员进行的一项新研究揭示了加拿大西部和阿拉斯加东南部的河流和冰川在到达阿拉斯加湾之前是如何运输和转化溶解的无机碳(DIC)和总碱度(Alk T)的。
这项研究发表在《地球物理研究杂志:生物地球科学》上，对地球上地理上最多样化但研究不足的地区之一的淡水和碳通量进行了全面评估。
DIC和Alk T是碳循环的重要指标，描述了碳在大气、陆地和海洋之间的交换情况。
DIC是水中二氧化碳(CO2)、碳酸氢盐(HCO3-)和碳酸盐(CO32-)的总和，而Alk T是水中和酸的能力的量度。
DIC和Alk T都影响海水的pH和碳酸盐饱和状态，进而影响初级生产速率、珊瑚礁形成、沿海海洋酸化和大陆架生态。
海岸带DIC和Alk T的源汇是复杂多变的，取决于陆地、海洋和大气过程之间的相互作用。
例如，DIC和Alk T可以通过有机物的分解、岩石和矿物的风化以及碳酸盐壳和骨架的溶解产生。
它们也可以被光合作用、钙化和沉积物掩埋所消耗。
此外，DIC和Alk T可以通过气体交换与大气交换，通过混合和平流与海洋交换。
研究区域覆盖面积约130万平方公里，从不列颠哥伦比亚省北部到育空地区的西南角。
该地区的特点是土地覆盖类型广泛，包括冰川、森林、山脉和高原，以及一个复杂的河流网络，这些河流流入海湾、峡湾和渠道，然后流入太平洋。
该地区在降水、温度和径流方面也经历了较大的季节和空间变化。
为了估计该地区的淡水和碳通量，研究人员将数字高程模型与流域边界和冰川范围的估计形状以及代表平均月径流的网格数据结合起来。
他们使用了一种分布式气候水平衡模型，根据研究区域的流域测量数据进行校准，以计算淡水径流的总量。
他们还利用径流与DIC和Alk T浓度之间的经验关系来估计每个流域的碳通量。
研究人员通过将他们的模型结果与该地区几条河流和河口的淡水流量、DIC和Alk T的现有观测结果进行比较，验证了他们的模型结果。
分析了流域类型、流域区位、流域流量等影响DIC和Alk T生产和出口的时空格局。
该研究发现，该地区每年向阿拉斯加湾出口约430立方公里的淡水和1.17太克的DIC，分别占北太平洋淡水和碳输入总量的8%和6%。
该研究还发现，该地区每年出口约0.34太克Alk T，相当于向北太平洋输入的Alk T总量的2%左右。
研究表明，根据流域特征和水文条件的不同，该地区的淡水通量和碳通量差异很大。
例如，研究人员发现，冰川贡献了大约40%的淡水径流，但由于其低碳含量和稀释效应，仅贡献了10%的DIC和Alk T通量。
另一方面，他们发现森林流域贡献了约30%的淡水径流，但却贡献了50%的DIC和Alk T通量，因为它们的碳含量和生产速度高。
研究还表明，淡水通量和碳通量随季节变化，在降水、温度和径流量高的夏秋两个月达到最大值。
研究人员估计，每年约70%的淡水和碳通量发生在6月至10月之间，8月和9月达到峰值。
该研究强调了考虑沿海地区淡水通量和碳通量的时空变化的重要性，以及需要更多的数据和监测，以改进对这些通量的理解和建模。
由于气候变化和人类活动对该区域水文和碳循环的影响，该区域的淡水和碳通量未来可能发生变化。
该地区是阿拉斯加湾淡水和碳的重要来源，该地区的河流和冰川在将DIC和Alk T从陆地转移到海洋的过程中发挥了积极作用。
它是一种宝贵的自然资源和生物多样性的热点，其保护和管理对生态系统的可持续性和人民的福祉至关重要。
