工业革命以来，人类活动的影响，如土地利用的改变，化石燃料的大量使用等，使得大气中的CO2浓度不断升高。由此产生的温室效应和气候变化事件，如海水酸化，冰川融化，海平面上升，生物多样性的变化，这些环境问题使地球上的生命面临生境的改变，也影响人类社会的发展。　　作为地球系统组成之一的内陆水体，虽然其面积相比海洋小得多，但是由于这些内陆水体的区域，人口密集，经济发达，该水体的对人类活动的响应最明显，最直接。内陆水中的河流是碳由陆地与海洋输送的重要通道，因此，内陆水体的碳的地球化学循环过程对全球碳循环的作用不容小视。目前研究发现，陆地向水体输送的碳，只有一部分被输送到河口，进而进入海洋。有大量的碳在这个过程中没有进入海洋，这部分碳一部分以CO2的形式由水体排放返回大气，一部分在水体发生沉积。沉积的部分再次参与碳循环的时间相对比较缓慢。因此，水体向大气排放的CO2的量的多少对地区及全球的碳收支计算具有重要影响。溶解性有机碳(DOC)一个重要形态的碳，其理化性质比较敏感，在迁移过程中具有不稳定性——转化成CO2。目前对水体碳的研究主要集中在海洋，河口等区域，而对内陆淡水的研究相对不足。对DOC转化成CO2这个过程缺乏深层次的研究，比如，DOC的哪些物理化学性质会影响这个转化过程？DOC的哪些成分更容易转化成CO2?水体的二氧化碳分压(pCO2)是由无机碳还是有机碳决定？对这些问题的探讨有助于更直接、全面、深层次的了解水体pCO2变化的原因，以期对碳收支的计算及管理提供依据。　　本文以长江流域为研究对象，通过野外原位观测，高效液相排阻色谱(HPSEC)，三维荧光光谱(3D-EEM)以及同位素测定、室内培养等手段相结合，深入研究长江下游-河口区的DOC的形态组成、迁移转化的环境化学过程和主要影响因素。同时，结合长江水系站点的历史水文、水化学数据统计，探讨长江水气界面pCO2的变化的长时间序列变化，评价主要影响因素对河流水气界面pCO2及CO2释放通量的影响。此外，还研究了水体厌氧过程产生其他温室气体如N2O，CH4对水体DOC的响应。主要研究结论如下:　　(1)鄱阳湖水系，从上游河流-湿地-湖泊-下游河流，pCO2，DOC含量及DOC分子量有着显著的空间变化特征。中低分子量的DOC与pCO2关系更密切。湿地的DOC含量显著高于河流和湖泊。低分子量的DOC占总DOC分子量的比例在湿地较高。高分子量的DOC的比例在河流较高。超大分子量的DOC主要分布在湿地，尤其是吴城有大量苔草生长的湿地，超大分子量的比例最高。鄱阳湖水系中DOC的来源，以内源为主的DOC，其腐殖化程度最低，芳香性最高。其DOC含量较高，但是pCO2分压却相对较低，大分子，高芳香性的DOC较难转化成CO2。因此，DOC含量及其分子量性质都影响水体pCO2。进一步研究DOC的性质对其转化成CO2的过程的影响，对在估算区域CO2收支具有推动作用。　　(2)空间上，长江干流从上游到下游，pCO2呈升高趋势，pH降低。下游水体酸化程度比上游高。时间上，与1985年前相比，近年来，长江干流整体pCO2都显著升高，水体呈现酸化的趋势。长江酸化的原因可能是由于人为酸源的大量输入，尤其是在下游，人为输入对酸化的影响更明显。长江下游河流水体的pCO2主要来源于碳酸盐体系的酸性碳AC的影响。近年来，大量施肥及使水体酸化，pCO2升高的原因之一。酸沉降对水体酸化的影响正在减弱。长江水系pCO2在不同级别的河流上存在显著差异。3级，4级，5级，6级的pCO2高于7，8级，1级和2级的河流由于站点较少，参考性有限。从时间序列尺度上来看，1970年-1985年，1级，2级，4级，5级和8级河流的pCO2变化不大，而3级，6级，7级河流的pCO2，则有升高的趋势.估算长江水系整体上释放二氧化碳的通量为4.25×109 kg/yr，占全球河流二氧化碳通量的0.2％。　　(3)长江下游DOC含量存在显著的时空变化。鄱阳湖和巢湖的DOC含量显著高于长江大通，巢湖的DOC含量尤其高。巢湖受人类活动干扰更大。长江大通DOC的含量枯水季含量更高。长江下游DOC的分子量大小和组成也存在显著的时空变化。鄱阳湖的DOC分子量最高，含有较高超大分子量组分。长江枯水季的DOC分子量高于其丰水季DOC含量，也高于巢湖丰水季含量。此外，长江8月份的DOC，鄱阳湖和巢湖的DOC来源以内源为主，腐殖化程度较低。长江枯水季的DOC以陆源为主。长江下游DOC三维荧光光谱结果表明，鄱阳湖的DOC微生物含量高于长江，腐殖酸含量较低。长江枯水季DOC的腐殖酸含量较高，丰水季的微生物含量较高。巢湖DOC受人类活动影响较高，人类排放的蛋白质类含量较高。　　(4)碳同位素结果显示，流域陆地土壤有机碳是长江颗粒态有机碳的主要来源。长江DOC同位素与POC同位素的值相接近，长江溶解态有机碳主要来源于陆地土壤有机质的流失。长江DIC的来源主要是流域岩石和土壤风化产生的，有机碳的呼吸和分解对水体二氧化碳的贡献相对较小。　　(5)在鄱阳湖水系连续体，观察cN2O，△N2O，FN2O显著的空间变化。湿地较高的DOC，使得该区域呈现高的反硝化率和小于0或低的△N2O/△N2显示，完全的反硝化过程，使鄱阳湖湿地可能是N2O的汇或者释放到大气的FN2O较低。反硝化过程移除的DIN占鄱阳湖湿地DIN移除的大部分比例。在估算全球及区域FN2O清单时，河流系统中湿地减少FN2O的作用要考虑在内。