赤道、半干旱和负河口的富营养化加剧了碳酸盐化学的Diel变异

这项研究提供了关于巴西东北部半干旱河口（贾格uaribe河）碳酸盐化学昼夜变化的高分辨率数据，由于气候变化和河流筑坝，该河口的年降雨量和淡水输入减少。此外，该河口的虾养殖场和城市污水排放量不断增加。在2017年10月（33小时）和2018年9月（44小时）的两次欧拉调查中，在旱季大潮期间，我们通过连续实时测量监测了地表水和大气CO2分压（pCO2）、温度、盐度和风速。此外，每小时监测pH、总碱度（TA）、溶解无机碳（DIC）、碳酸盐（CO32-）以及方解石（Ωcal）和霰石（Ωara）的饱和状态。退潮期间较高的盐度（>38）证实了高盐度和负河口环流。由于蒸发，河口的TA和DIC浓度高于邻近沿海海洋，与盐度呈正相关，与潮高呈负相关。测得的TA和DIC浓度略高于保守蒸发模型计算的浓度，表明它们在河口是通过好氧和厌氧过程产生的。
CO32-、Ωcal和Ωara表现出明显的半日（潮汐驱动）和昼夜（24小时；生物驱动）模式：最低值出现在夜间的涨潮时（分别为185μmol kg–1、4.3和2.8），而最高出现在退潮和白天（分别为251μmol kg–1、5.7和3.8）。
夜间的DIC/TA比率更高，支持碳酸盐缓冲能力的昼夜控制（与太阳辐照度有关）。与大气（512–860μatm）相比，pCO2过饱和，河口是CO2的来源，通量范围为2.2至200.0 mmol C m–2 d–1（51.9±26.7 mmol C m–2 d-1），高于低流入、以海洋为主的河口的正常排放量。DIC的昼夜变异性表明净异养代谢平均为−5.17±7.39 mmol C m–2 h–1。富营养化放大了二氧化碳系统的昼夜变化，在白天和晚上产生了巨大的差异。研究结果强调了在快速环境变化下，在富营养化、半干旱和潮汐主导的河口估计CO2通量和碳酸盐化学时考虑昼夜变化的重要性，并可能代表世界各地经历变暖、日益干旱和富营养化的河口的未来条件。
介绍
2021年5月，全球大气CO2月平均浓度达到418.9 ppm（UCSD-SIO，2021），这是过去300万年来的最高浓度（Willeit等人，2019）。考虑到大气CO2的急剧增加，必须改进地方/区域和全球范围的碳预算估算，确定这一主要人为温室气体的源和汇（IPCC，2021）。河口生态系统在沿海碳预算中发挥着不成比例的作用。它们占据了适度的全球面积（占全球海洋的0.2%），但对全球二氧化碳排放量的贡献很大，约为0.10 Pg C yr-1（Chen et al.，2013）；这些排放量相当于每年海洋二氧化碳汇的~5%（Friedlingstein等人，2019）。