大气中CO2是很重要的一种温室气体，对增强温室效应的贡献率达到70%。在全球大气CO2浓度升高和气候变暖的背景下，CO2在生态系统中的循环流动成为了国际关注焦点，而内陆水体的温室气体排放也备受关注。全面、客观地监测湖泊内陆水体二氧化碳分压（pCO2），是调控内陆水体CO2排放的重要依据，对进一步评价内陆水体对大气温室气体源汇格局的影响具有重要意义。 

　　中国科学院东北地理所宋开山团队综述了目前全球内陆水体pCO2和CO2排放的研究现状，展望了应用遥感技术进行内陆水体pCO2估算的前景及挑战。目前，基于实测数据的内陆水体pCO2研究使研究者们对全球内陆水体碳的源汇格局有了较为清晰的认识，但原位实测方法存在较大的时间和地域的限制。同时，水体pCO2存在极强的时空间异质性（图1），基于原位pCO2监测数据进行空间尺度外推、时间整合以及水-气界面CO2通量估算时，环境学及生态学常见的统计分析方法存在明显的不足。而遥感数据具有多尺度、多光谱、多时相的特点，已成为对地表及水体参数进行时空连续观测的重要技术手段。但水体中溶解CO2没有光学信号，遥感技术并不能直接捕捉水体pCO2和水气界面的CO2通量特征，只能通过构建pCO2与遥感可反演的物理或者生物参数的间接关系，进而实现pCO2遥感反演。 

　　图1 不同内陆水体中pCO2分布情况，数据来源于文献Aufdenkampe, A.K. et al. Frontiers in Ecology and the Environment, 2011, 9: 53-60, doi:10.1890/100014. 

　　近年来，水生态系统中pCO2的空间卫星遥感观测技术在大洋和海岸带水体中取得了突破性发展，相关算法及模型在太平洋、比利时近岸、南海北部以及南大洋等海域取得了较好的研究结果。相对于大洋与海岸带水体，内陆水体光学特性更为复杂，其水体表层pCO2的影响因素和机制都与海洋存在较大差别，遥感估算湖泊CO2需要考虑更多的影响因子，也存在更大的不确定性。针对遥感估算内陆水体CO2，国外已经基于己有的大量实测数据开展了一些探索性工作，MERIS等产品也在估测湖泊pCO2中得到应用，但是完全实现湖泊水体pCO2卫星遥感长时序监测的研究案例较少。用遥感技术来估算内陆水体CO2通量的研究还处于探索阶段，方法本身也存在一定的局限性，但因其在时空覆盖度上具有巨大优势，正逐渐成为国际研究热点和大势所趋。 

　　该研究成果发表在国际期刊Remote Sensing上，中国科学院东北地理与农业生态研究所温志丹副研究员为第一作者，宋开山研究员为通讯作者。 

　　该研究得到了中国科学院青年创新促进会（2020234）和国家自然科学基金（42071336，42001311）的共同资助。 

　　论文信息如下： 

　　Wen Zhidan, Shang Yingxini, Lyu Lili, Li Sijia, Tao Hui, Song Kaishan*. A Review of Quantifying pCO2 in Inland Waters with a Global Perspective: Challenges and Prospects of Implementing Remote Sensing Technology. Remote Sensing, 2021, 13(23): 4916. https://doi.org/10.3390/rs13234916