2017年08月24日 星期四
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岩溶区水体水气界面二氧化碳交换通量研究获新进展

2017-8-4 17:42:38 来源:中国矿业报

记者近日获悉,中国地调局岩溶所,国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室分别选择岩溶地下河水补给的地表溪流(广西融安县官村地下河及其地表溪流)和流经岩溶区的大型地表河流(漓江)作为研究区,利用国际通行的浮游静态箱和水化学模型法两种方法进行高分辨率的野外监测,进行岩溶水体水气界面二氧化碳交换通量研究,并获得了新的科学认识。

桂江DM断面和PY断面水气界面二氧化碳交换通量示意图

在官村研究区地下河出口(CK点)和下游约1.3千米的雷涯(LY点)两个点,经过夏季4天的昼夜监测,研究人员发现:CK点各物理化学指标保持稳定,LY点各物理化学指标表现出显著的有规律性的昼夜变化;水生植物的新陈代谢过程(光合作用和呼吸作用)控制了溪流水化学的昼夜变化,进而控制了溪流二氧化碳脱气的昼夜变化,使得溪流白天脱气量约低于夜间的23%;溪流中水生光合生物显著地固定了来自碳酸盐岩溶解的碳,发生了类似海洋的生物碳泵效应,减少了溪流二氧化碳脱气量,产生显著的碳汇效应,溪流产生的碳汇通量为每平方千米每年73吨碳。

在桂江研究区上游覆盖碳酸盐岩和碎屑岩的断面(DM断面)和中游纯碳酸盐岩区的断面(PY断面),经过冬夏两季24小时昼夜监测,研究人员发现:两个断面物理化学指标表现出相似的昼夜变化;由于水生光合生物新陈代谢过程和碳酸盐岩溶解与沉淀的影响,两个断面二氧化碳交换表现出显著的昼夜变化;在季节和昼夜尺度上两个断面水气界面既有直接吸收大气二氧化碳的时段,也有水体二氧化碳脱气的时段,显示了明显的动态变化过程;桂江监测断面在昼夜和季节尺度上所表现出的吸收大气二氧化碳的现象,限制了河流二氧化碳脱气通量,使的水体脱气速率为每平方米每天15毫摩尔,这是目前报告的内陆水体中最小的,反应了岩溶水体内水生光合生物光合作用和碳酸盐岩的快速溶解对水体二氧化碳脱气的抑制作用。

上述研究成果对岩溶水体碳循环过程及碳汇效应评价研究具有重要的启示意义,已发表在国际环境学领域TOP期刊《Science of the Total Environment》(期刊影响因子4.900)上。□

(蒲俊兵)D23

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