Temperature and sediment properties drive spatiotemporal variability of methane ebullition in a small and shallow temperate lake
Temperature and sediment properties drive spatiotemporal variability of methane ebullition in a small and shallow temperate lake
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温度和沉积物特性驱动小型浅温带湖泊甲烷沸腾的时空变化
DOI：
10.1002/lno.11775
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发表时间：
2021
影响因子：
4.5
通讯作者：
Schmiedeskamp
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Praetzel;Schmiedeskamp
沸腾是湖泊向大气输送甲烷（CH4）的主要途径。小而浅的湖泊可能有高排放量，但直到最近才得到更多的关注。我们研究了2017年和2018年德国一个小湖（1.4 ha）和浅湖（最大1.5 m） ch4沸腾的数量和时空变化。我们发现，在5月至8月期间，有很高的通量范围（0-872 mg m−2d−1）和>，90%的通量是发射的。早春和晚秋的通量低于4 mg m−2d−1。此外，在空间尺度上，通量变化明显，总体上从湖岸到湖心增加。为了确定观测到的排放模式的驱动因素，我们测量了温度和气压、沉积有机质（OM）的数量和质量以及沉积物的化学和物理性质。广义线性模型认为温度、沉积物孔隙度和有机质含量是观测到的时空差异的最佳预测因子，而温度是观测到的时间变异因子，孔隙度和有机质含量是观测到的空间变异因子。我们认为，在小湖泊中，温度可以作为预测特定地点ch4沸腾的主要变量，而湖泊内的空间差异主要由沉积物的物理性质而不是有机质的数量或质量决定。
Ebullition is a major pathway of methane (CH4) fluxes from lakes to the atmosphere. Small and shallow lakes can have high emissions but have only recently gained more attention. We studied the quantity and spatiotemporal variability of CH4ebullition from a small (1.4 ha) and shallow (max 1.5 m) temperate lake in Germany during 2017 and 2018. We found a high range of fluxes (0–872 mg m−2d−1) and > 90% of the fluxes were emitted between May and August. Fluxes in early spring and late autumn were below 4 mg m−2d−1. Also, on a spatial scale, fluxes varied distinctly and generally increased from the shore to the center of the lake. To identify drivers of observed emissions patterns, we measured temperature and air pressure, the quantity and quality of the sedimented organic matter (OM) as well as chemical and physical properties of the sediment. Generalized linear models identified temperature, sediment porosity and organic matter content as the best predictors for the observed spatiotemporal differences, whereas temperature was accountable for the observed temporal, and porosity and organic matter content for the spatial variability. We suggest that in small lakes, temperature could serve as master variable to predict site‐specific CH4ebullition while spatial within‐lake differences are determined by varying physical sediment properties more than quantity or quality of the OM.
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