Экспорт и эмиссия двуокиси углерода нижним течением реки Амур

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проведены измерения рН, общей щелочности, гумусового вещества в июне 2005, 2006 гг. в водах Нижнего Амура между городами Комсомольск-на-Амуре и Николаевск-на-Амуре, на расстоянии 489 км выполнено 13 гидрохимических станций. В августе 2016 г. были выполнены гидрохимические наблюдения в устье р. Амур, которые включали измерения рН, общей щелочности, гумусового вещества, концентрации главных ионов речной воды (Na+, K+K+Ca2+Mg2+Cl–Cl–) и растворенного органического углерода. Установлена средняя годовая скорость химического выветривания в бассейне р. Амур, равная 10.7 т/(км2год). Выветривание пород и фотосинтез органического вещества приводят к изъятию СО2 из атмосферы и формируют ежегодный экспорт атмосферного СО2 рекой в морскую среду, равный 3.8×106 тС/год. Установлено, что воды р. Амур выделяют СО2 в атмосферу, ежегодная эмиссия СО2 составляет 4.5×106 тС/год. Баланс разнонаправленных процессов (экспорт СО2 и эмиссия СО2) показал, что экосистема р. Амур – слабый источник СО2 в атмосферу. Ежегодный поток щелочности Амуром в морскую среду (1.65×1011 моль/год) приводит к увеличению нормированной щелочности в поверхностном слое у восточных берегов о. Сахалин (Охотское море) и в северной части Японского моря.

Об авторах

П. Я. Тищенко

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток, 690041

В. И. Звалинский

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток, 690041

Г. Ю. Павлова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток, 690041

П. П. Тищенко

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток, 690041

Р. В. Чичкин

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток, 690041

Е. М. Шкирникова

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН

Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Владивосток, 690041

Р. С. Анохина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: tpavel@poi.dvo.ru
Россия, Москва, 119234

Список литературы

  1. Геокриология СССР. Восточная Сибирь и Дальний Восток / Под ред. Э.Д. Ершова. М.: Недра, 1989. 515 с.
  2. Данилов-Данильян В.И., Гельфан А.Н. Экстраординарное наводнение в бассейне реки Амур // Вестн. РАН. 2014. Т. 84. № 9. С. 817–825.
  3. Деев М.Г., Мирлин Е.Г. Японское море // Большая российская энциклопедия. М.: БРЭ, 2017. Т. 35. C. 759–760.
  4. Дривер Дж. Геохимия природных вод. М.: Мир, 1985. 440 с.
  5. Звалинский В.И., Тищенко П.Я., Колтунов А.М. и др. Карбонатная система, гидрохимические и продукционные характеристики нижнего течения реки Амур // Состояние морских экосистем, находящихся под влиянием стока реки Амур. Дальнаука: Владивосток, 2009. С. 35–53.
  6. Калугин А.С. Модель формирования стока реки Амур и ее применение для оценки возможных изменений водного режима // Дис. … канд. геогр. наук. М.: ИВП РАН, 2016. 185 с.
  7. Махинов А.Н. Ледяной покров Амура // Природа. 2019. № 3. С. 28–38.
  8. Михайлик Т.А. Гидрохимия реки Раздольной и ее влияние на экологическое состояние Амурского залива Японского моря // Дис. … канд. хим. наук. Владивосток: ТОИ ДВО РАН, 2024. 111 с.
  9. Павлова Г.Ю., Тищенко П.Я., Недашковский А.П. Распределение щелочности и растворенного кальция в Охотском море // Океанология. 2008. Т. 48. № 1. С. 27–37.
  10. Тищенко П.Я., Михайлик Т.А., Павлова Г.Ю. и др. Сезонная изменчивость карбонатной системы реки Раздольной // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. № 1. С. 68–80.
  11. Тищенко П.Я., Ходоренко Н.Д., Барабанщиков Ю.А. и др. Диагенез органического вещества в осадках покрытых зарослями зостеры морской (Zostera Marina L.) // Океанология. 2020. Т. 60. № 3. С. 393–406.
  12. Тищенко П.Я., Стунжас П.А., Павлова Г.Ю. и др. Алгоритм расчета минерализации речных и солености эстуарных вод из данных электропроводности // Океанология. 2019. Т. 59. № 4. С. 591–599.
  13. Шулькин В.М., Богданова Н.Н., Перепелятников Л.В. Пространственно-временная изменчивость химического состава речных вод юга Дальнего Востока РФ // Вод. ресурсы. 2009. Т. 36. № 4. С. 428–439.
  14. Шулькин В.М., Семыкина Г.И. Поступление загрязняющих веществ в залив Петра Великого и оценка их вклада в создание экологических проблем. Современное экологическое состояние залива Петра Великого Японского моря: монография / Отв. ред. Н.К. Христофорова. Владивосток: Изд. дом Дальневосточного федерал. ун-та, 2012. С. 76–113.
  15. Якунин Л.П. Распределение речного стока по фарватерам устья Амура // Тр. ДВНИГМИ. 1978. Вып. 71. С. 162–168.
  16. Abril G., Bouillon S., Darchambeau F. et al. Technical Note: Large overestimation of pCO2 calculated from pH and alkalinity in acidic, organic-rich freshwaters // Biogeosci. 2015. V. 12. 67–78.
  17. Alin S.R., Rasera M.d.F.F.L., Salimon C.I. et al. Physical controls on carbon dioxide transfer velocity and flux in low-gradient river systems and implications for regional carbon budgets // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. G01009. doi: 10.1029/2010JG001398
  18. Berner R.A., Lasaga A.G., Garrels R.M. The carbonate silicate geochemical cycle and its effect on atmospheric carbon dioxide over the past 100 million years // Amer. J. Sci. 1983. V. 283. P. 641–683.
  19. Butman D., Raymond P.A. Significant efflux of carbon dioxide from streams and rivers in the United States // Nature Geosci. 2011. V. 4. P. 839–842.
  20. Cai W.J., Guo X., Chen C.T.A. et al. A comparative overview of weathering intensity and HCO3 flux in the world’s major rivers with emphasis on the Changjiang, Huanghe, Zhujiang (Pearl) and Mississippi Rivers // Continental Shelf Res. 2008. V. 28. P. 1538–1549.
  21. Cole J.J., Caraco N.F. Carbon in catchments: connecting terrestrial carbon losses with aquatic metabolism // Mar. Freshwater Res. 2001. V. 52. P. 101–110.
  22. Drake D.W., Tank S.E., Zhulidov A.V. et al. Increasing Alkalinity Export from Large Russian Arctic Rivers // Environ. Sc. Technol. 2018. V. 52. № 15. P. 8302–8308.
  23. Dristi A., Xu Y.J. Large Uncertainties in CO2 Water–Air Outgassing Estimation with Gas Exchange Coefficient KT for a Large Lowland River // Water 2023. V. 15. 2621. https://doi.org/10.3390/w15142621
  24. Gaillardet J., Dupre B., Louvat P., Allegre C.J. Global silicate weathering and CO2 consumption rates deduced 2 from the chemistry of large rivers // Chem. Geol. 1999. V. 159. P. 3–30.
  25. Gómez-Gener L., Rocher-Ros G., Battin T. et al. Global carbon dioxide efflux from rivers enhanced by high nocturnal emissions // Nature Geosci. 2021. V. 14. P. 289–294.
  26. Grasshoff K., Ehrhardt M., Kremling K. Methods of Seawater Analysis. Weinheim/Deerfield Beach, Florida: Verlag Chemie, 1983. 419 p.
  27. Hall R.O. Jr., Ulseth A.J. Gas exchange in streams and rivers // WIREs Water. 2019. e1391. https://doi.org/10.1002/wat2.1391
  28. http://gis.vodinfo.ru/hydrographs/
  29. Hutchins R.H.S., Prairie Y.T., del Giorgio P.A. Large-scale landscape drivers of CO2, CH4, DOC, and DIC in boreal river networks // Global Biogeochem. Cycles. 2019. V. 33. P. 125–142. https://doi.org/10.1029/2018GB006106
  30. Marescaux A., Thieu V., Borges A.V. et al. Seasonal and spatial variability of the partial pressure of carbon dioxide in the human-impacted Seine River in France // Sci. Rep. 2018. V. 8. 13961. doi: 10.1038/s41598-018-32332-2 1
  31. Meybeck M. Carbon, nitrogen, and phosphorus transport by world rivers // Am. J. Sci. 1982. V. 282. P. 401–450.
  32. Meybeck M. Riverine transport of atmospheric carbon: sources, global typology and budget // Water, Air, Soil Pollut. 1993. V. 70. № 1–4. P. 443–463.
  33. Mortatti J., Probst J.-L. Silicate rock weathering and atmospheric/soil CO2 uptake in the Amazon basin estimated from river water geochemistry: seasonal and spatial variations // Chem. Geol. 2003. V. 197. P. 177–196.
  34. Raymond P.A., Cole J.J. Increase in the export of alkalinity from Northern America’s largest river // Sci. 2003. V. 301. P. 88–91.
  35. Raymond P.A., Hartmann J., Lauerwald R. et al. Global carbon dioxide emissions from inland waters // Nature. 2013. V. 503. P. 355–359.
  36. Redfield A.C., Ketchum B.H., Richards F.A. The influence of organisms on the composition of seawater // The Sea / Ed. M.N. Hill. New York: Intersci., 1963. V. 2. P. 26–77.
  37. Talley L.D., Tishchenko P.Ya., Luchin V. et al. Atlas of Japan (East) Sea hydrographic properties in summer, 1999 // Progress Oceanogr. 2004. V. 61. № 2–4. Р. 277–348.
  38. Talley L., Don-Ha Min, Lobanov V. et al. Japan/East Sea Water Masses and their Relation to the Sea’s Circulation // Oceanogr. 2006. V. 19. № 3. P. 32–49.
  39. Tye A.M., Williamson J.L., Jarvie H.P. et al. Dissolved inorganic carbon export from rivers of Great Britain: Spatial distribution and potential catchment-scale controls // J. Hydrol. 2022. V. 615. 128677.
  40. Viers J., Oliva P., Dandurand J.-L. et al. Chemical Weathering Rates, CO2 Consumption, and Control Parameters Deduced from the Chemical Composition of Rivers // Treatise Geochem. 2014. V. 7. Ch. 6. P. 175–194.
  41. Wanninkhof R. Relationship between wind speed and gas exchange over the ocean // J. Geophys. Res. 1992. V. 97. P. 7373–7382. doi: 10.1029/92JC00188
  42. Wanninkhof R. Relationship between wind speed and gas exchange over the ocean revisited // Limnol. Oceanogr.: Methods. 2014. V. 12. P. 351–362. doi: 10.4319/lom.2014.12.351
  43. Weiss R.F. Carbon dioxide in water and seawater: the solubility of a non-ideal gas // Mar. Chem. 1974. V. 2. P. 203–215.
  44. Weiss R.F. The solubility of nitrogen, oxygen and argon in water and seawater // Deep-Sea Res. 1970. V. 17. P. 721–735. https://doi.org/10.1016/0011-7471(70)90037-9
  45. Zheng X., Nel W., Peng J., Wu W. Hydrochemistry, chemical weathering and their significance on carbon cycle in the Heilong (Amur) River Basin, Northeast China // Chemosphere. 2023. V. 327. 138542.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025