喀斯特筑壩河流中生物碳泵效應的碳施肥及對水化學時空變化的影響——以貴州平寨水庫及紅楓湖為例

作者：韓翠紅,孫海龍,魏榆,鮑乾,晏浩

摘要：耦聯水生光合作用的碳酸鹽風化碳匯是全球碳循環的重要組成部分,而生物碳泵效應是穩定碳酸鹽風化碳匯的關鍵機制.河流筑壩后,生物碳泵效應的變化、控制因素及對水化學影響的研究甚少.本研究對2個喀斯特筑壩河流平寨水庫和紅楓湖進行系統采樣,以研究河流筑壩后生物碳泵效應的變化、控制因素及對水化學的影響.研究結果表明,入庫河流的水化學變化不明顯,而2個水庫的水化學則表現出顯著的季節變化特征,具體表現為水庫的水溫和pH均呈現出夏季高、冬季低的變化特征,而電導率(EC)、HCO-3濃度和p CO 2則表現出夏季低、冬季高的季節變化特征.以葉綠素a(Chl.a)濃度和溶解氧(DO)飽和度指代的生物碳泵效應則是在夏季最強、冬季最弱.生物碳泵效應利用溶解性無機碳(DIC),形成有機質并釋放出氧氣,是造成夏季水庫pH值和DO飽和度升高,電導率(EC)、HCO-3濃度和p CO 2降低的主要因素.空間上,水庫的Chl.a濃度及DO飽和度均大于河水,EC、HCO-3濃度和p CO 2均小于河水,這表明河流筑壩后,由于水庫的“湖泊化”導致水庫的生物碳泵效應顯著提高.通過對Chl.a與碳、氮和磷濃度及化學計量比的相關性分析發現,平寨水庫和紅楓湖的生物碳泵效應受到碳施肥的影響.平寨水庫和紅楓湖水庫生物碳泵效應碳施肥機制的發現,表明在喀斯特地區,生物碳泵效應不僅受到氮磷元素的控制,也受到碳元素的控制,因此在富營養化湖泊治理時,也應考慮碳的影響.

發文機構：中國科學院地球化學研究所環境地球化學國家重點實驗室 中國科學院大學

關鍵詞：喀斯特筑壩河流平寨水庫紅楓湖生物碳泵效應水化學時空變化碳施肥Damped karst riversPingzhai ReservoirLake Hongfengbiological carbon pump effecthydrochemistryspatial and temporal variationcarbon fertilization effect

分類號： TV6[水利工程—水利水電工程]