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河流连接陆地和海洋,在全球碳循环中发挥重要作用;开展不同时空尺度下水-气界面碳释放研究,对于量化区域乃至全球碳收支平衡尤为重要。本文以纵向峡谷型河流长江上游龙川江和三峡库区嘉陵江支流竹溪河为研究对象,多时空尺度探讨河流水-气界面CO2通量规律及影响因素;运用荧光和UV/vis光谱技术,解析水体溶解性有机碳来源、组成和其他特性。于2017年5月13～19日、2017年9月13～18日和2018年1月21～25日对长江上游表层水体的溶解性碳组成进行测定,结合水文地质条件及水化学关键指标,对河流表层水体二氧化碳(pCO2)的时空变化和影响因素进行了研究,并运用模型分析法分析水-气界面CO2通量(FCO2)特征。龙川江表层水体pCO2和FCO2在统计学上没有表现出显著的时空差异。春季、秋季及冬季表层水体pCO2平均值分别为 1740.5±1659.7、1731.3±1595.3 和 1552.4±1355.3 μatm;另外,干、支流表层水体pCO2均值分别为1321.0±1243.2和1856.4±1633.5 μatm。春季、秋季及冬季 FCO2 分别为 649.7±812.8、625.8±763.4 和 693.8±445.4 mmol/m2/d;另外,干、支流FCO2均值分别为446.5±608.7和709.1±803.1 mmol/m2/d。通过相关性分析,研究发现龙川江春季FC02与气温、Alk、DIC和ORP呈显著正相关,与pH显著负相关;秋季FCO2与Alk、DIC和ORP呈显著正相关,与气温、水温、流速和pH显著负相关;冬季表层水体pCO2与Alk和DIC呈正相关,与流速和pH显著负相关。干流FCO2与pH和TP表现出显著负相关关系;支流FCO2与Alk、DIC和TN表现出显著正相关关系,与流速和pH表现出显著负相关关系。监测期间,龙川江FCO2对流速、pH、Alk和溶解性碳具有强烈的响应;河流有机碳原位呼吸作用是造成龙川江表层水体高pCO2的关键驱动因素。运用平行因子分析方法分析龙川江水体有色溶解有机质(CDOM),结合吸收光谱分析手段;研究发现水体CDOM主要包括类富里酸组分(C1、C2)、类腐殖酸组分(C2、C3)和类色氨酸组分(C4)。春季水体C1、C2和C3组分分别占36.1%、46.5%和 17.4%,秋季水体 C1、C2、C3和C4组分分别占 22.9%、34.9%、28.6%和13.6%,冬季水体C1、C2和C3组分分别占30.5%、37.5%和32.0%。龙川江水体CDOM的4个组分具有同源性,以陆源有机碳输入为主;同时,受到人为活动扰动较大,使得水体自生的类蛋白物质明显增多。龙川江水体CDOM与pH、DO和营养元素呈显著相关关系;通过多元逐步回归分析,C2组分可以很好预测龙川江水体有色溶解有机质含量:CDOM=-987.137+3.12C2(R2=0.523,P<0.01)。龙川江水体CDOM与表层水体pCO2具有较好的响应。春季S350-400与表层水体pCO2呈显著正相关关系,秋季A254、S350-400、FI、C1、C2、C3和C4与表层水体pCO2呈显著正相关关系,冬季E2/E3与表层水体pC02呈显著正相关关系;可能是水体CDOM是其溶存性CO2的重要来源。于2016年7月15～17日、2017年11月4-6日和2018年3月28～31日对三峡库区嘉陵江支流竹溪河进行定点定时采集表层水样,同步监测关键环境因子;采用亨利定律结合薄边界模型计算其水-气界面CO2通量。竹溪河表层水体pCO2和FCO2呈现出显著的日间、季节和日内变化特征:在上午09:00前后达到最大值,随后波动下降;总体表现出大气CO2源的特征。夏季、秋季及次年春季表层水体pCO2 分别为 853.4±76.0、925.1±87.8 和 2436.6±496.9 μatm,FCO2 分别为87.8±27.5、139.2±34.0 和 678.3±172.1 mmol/m2/d。竹溪河 pCO2 和FCO2 受到诸多环境因子的影响,相关分析表明,夏季FCO2与pH、EC、气温和水温显著负相关;秋季FCO2与Alk表现出显著正相关,与pH、气温和水温显著负相关;春季FCO2与pH和EC呈显著负相关。整个期间,pH、Alk和水温是主要的环境影响因子,CO2释放通量可以很好用pH和Alk预测。