巖溶區地表水體惰性有機碳研究

作者：肖瓊,趙海娟,章程,賀秋芳,吳夏

摘要：巖溶作用所產生的巖溶碳匯對全球碳循環有著重要的影響.巖溶水生生物通過CO2富集機制(CCM)固定巖溶水中的HCO-3,將其轉化為有機碳.惰性有機碳(RDOC)為水生生物和微生物不能利用和降解的溶解性有機碳.RDOC長時間滯留水體,形成穩定碳匯.多次培養實驗發現可以用原位微生物法對巖溶區地表水中的RDOC進行檢測.以桂林漓江為對象,研究由外源水補給并流經巖溶峰林平原區的巖溶地表水中的RDOC及其相關因子,結果顯示:1)漓江水中Ca2+,HCO-3濃度從上游到下游逐漸升高,表明外源水進入巖溶區,發生了巖溶作用.漓江水的C/N為6.29~10.50,表明水中有機碳的來源為外源水和水生生物作用.受巖溶作用和水生生物光合作用雙重影響,δ^13C-DIC值從上游到下游逐漸偏正,水生生物優先利用無機碳中的12C使得δ^13C-POC從上游到下游逐漸偏負.C/N與δ^13C-DIC、 δ^13C-POC的變化以及相關性體現了巖溶地表水體中無機環境和有機環境相關聯;2)巖溶區地表水中檢測出RDOC且濃度遠大于非巖溶區,RDOC濃度的時空變化與水生生物利用巖溶作用所產生的HCO-3有關.漓江地表水中DOC、BDOC、RDOC濃度與HCO-3濃度變化趨勢一致,從上游到下游逐漸升高,下游L6(巖溶區)RDOC濃度為上游L1(非巖溶區)的3倍,在季節上表現出秋季>冬季>夏季>春季,RDOC的含量平均占水體中DOC含量的78%左右,體現了巖溶作用強度和水生生物活動對巖溶地表水中RDOC的影響;3)結合流量數據計算RDOC通量:桂林水文站RDOC的通量為0.75×10^7 kg/a,陽朔水文站的RDOC通量為1.3×10^7 kg/a,是桂林水文站斷面的1.7倍.

發文機構：中國地質科學院巖溶地質研究所 西南大學地理科學學院

關鍵詞：巖溶碳匯惰性有機碳(RDOC)RDOC通量漓江karst carbon sinkRecalcitrant Dissolved Organic Carbon(RDOC)RDOC fluxLi River

分類號： P592[天文地球—地球化學]P641.134[天文地球—地質學]