桂江典型斷面夏季水-氣界面CO2交換的碳源與機制

作者：張陶,李建鴻,蒲俊兵,吳飛紅,袁道先

摘要：河流系統水-氣界面CO2交換是全球水體碳循環的重要組成部分,但其來源、 通量及控制機制一直存在較大爭議.針對這一問題,本研究在南方亞熱帶河流(桂江)選擇干流上游非巖溶區大面圩斷面(DM)和下游巖溶區普益斷面(PY)開展不同地質背景影響下水-氣界面CO2交換的高分辨率監測研究,并結合相應的大氣環境參數、水化學參數以及碳同位素(△^14C和δ^13C)數據,分析水-氣界面CO2交換強度和方向的變化、 碳來源及其控制機制.結果顯示,兩個斷面CO2交換強度表現出相似的白天下降夜間上升的晝夜變化模式,且都受到水生光合生物新陳代謝過程的控制.通過河水DIC和POC的△14C和δ^13C值分析表明,桂江干流巖溶區河段(DM-PY河段)河水中DIC來源受到碳酸鹽巖風化端元的影響,但在上游DM斷面也受到了大氣CO2的影響,出現了顯著的吸收大氣CO2.隨著河流進入巖溶區,碳酸鹽巖風化作用影響顯著增強,為水生植物的生長提供了豐富的碳源,也影響了河流POC的變化,并改變了CO2交換的方向.因此,桂江干流水氣界面CO2交換的變化受到水體內部水生光合生物新陳代謝過程和外部碳來源的共同控制.總之,由于河流中顯著的水生生物代謝過程,桂江干流不僅出現了直接吸收大氣CO2的現象,同時也限制了CO2脫氣,形成了可觀的碳匯通量,達到249.95 t/d,約為0.089 Tg C/a.

發文機構：中國地質科學院巖溶地質研究所

關鍵詞：桂江CO2交換碳同位素水生光合生物代謝過程Guijiang RiverCO2 exchangecarbon isotopessub-aquatic communitymetabolism process

分類號： P597.2[天文地球—地球化學]P641.134[天文地球—地質學]