河流在全球碳循环中起着至关重要的作用。作为连接着陆地和海洋的动态管道，河流水体的CO₂排放及其源汇格局一直是国际研究的热点。如何快速而准确地评估大尺度范围河流水体CO₂排放通量的时空变化是目前碳循环领域研究者们所面临得重大挑战。

中国科学院东北地理与农业生态研究所水环境遥感学科组科研人员以松花江为研究对象，率先建立了河流表层水体CO₂分压（pCO₂）遥感反演算法，利用哨兵二号时间序列卫星影像实现了松花江表层水体pCO₂ 10m分辨率的逐年高精度制图，并估算了松花江水-气界面CO₂排放通量。研究结果表明2016-2022年松花江表层水体pCO₂年际变化较小，多年均值为395 µatm；通过分析2022年pCO₂的逐月反演结果，发现在时间尺度上松花江表层水体pCO₂有显著的季节变化特征：夏季（445±125µatm）>秋季（373±58µatm）>春季（351±57µatm）（图1）；2016-2022年间松花江水-气界面年均CO₂最低排放速率为-4.43±5.76 mmol/m²/d，最高可达8.26±26.92 mmol/m²/d，除2017年松花江为大气碳源外，其余年份皆为大气的弱碳汇。本研究为应对气候变化和评价水体在大气温室气体源汇格局中的作用提供了重要的科学依据。

该研究成果发表在国际期刊Journal of Hydrology上，中国科学院东北地理与农业生态研究所熊春兰硕士研究生为第一作者，温志丹项目研究员为通讯作者。

该研究得到了国家自然科学基金（42171374）、中国科学院青年创新促进会（2020234）和中国科学院东北地理与农业生态研究所青年科学家小组项目（2023QNXZ01）等共同资助。

图1 2022年松花江干流水体pCO₂时空分布格局

    论文信息如下：

Chunlan Xiong, Hui Tao, Shiwei Liu, Ge Liu, Zhidan Wen*, Yingxin Shang, Qiang Wang, Chong Fang, Sijia Li, Kaishan Song. Using satellite imagery to estimate CO₂ partial pressure and exchange with the atmosphere in the Songhua River. Journal of Hydrology, 2024, 131074.

链接：https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131074