漓江流域外源酸（硝酸、硫酸）对岩溶碳汇的影响研究
发布时间：2021-09-25 05:14
碳酸盐岩作为全球最大的碳库,其在自然条件下的风化、溶蚀过程不断响应全球变化,有此造成“遗漏碳汇”的1/3。随着城市化进程的加快,人类活动对大自然的改造强度不断增加等带来的外源酸（硝酸、硫酸）也积极参与岩溶过程,但此过程并不构成碳汇。在外源酸浓度较高的情况下,反而形成碳源,由此可见,外源酸的参与扰乱了岩溶碳循环进程。因此,弄清楚外源酸对岩溶过程的干扰作用对精确评价岩溶碳汇强度、构建全球碳循环框架具有十分重要的现实意义及科学意义。本文以漓江流域为研究对象,共布设52个取样点,于2018年11月、2019年3月、2019年7月、2019年10月采集样品。利用水化学指标与同位素相结合的方法,定性分析外源酸参与岩溶碳循环的过程;运用同位素质量混合模型定量分析漓江流域不同来源硝酸盐的贡献;通过建立相应地概念模型,运用水化学—径流法定量评估外源酸（硫酸、硝酸）对漓江流域岩溶碳汇量的影响。并得出以下结论:（1）有机肥和污水对研究区硝酸盐的贡献最大,旱季（2018年10月）有机肥和污水的贡献比57.00%高于雨季（2019年7月）的44.67%。在雨季土壤N的贡献比25.30%明显高于旱季6.55%。（...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球碳循环模式图—据Lal,2008
第二章研究区概况和研究方法2图1-2陆地生态系统碳循环与岩溶碳循环间的相互关系—据Golubicetal,1979作为全球最大的碳库，碳酸盐岩的碳储量大约占全球总碳量的99.55%(6.1×107PgC)(HoughtonandWoodwell,1989)，远远大于海洋碳储量与植被碳储量的总和(Houghtonetal,1999)。研究表明，碳酸盐岩的溶蚀作用积极参与了碳循环，岩溶作用敏感而又快速的响应外界环境的变化(袁道先,1999;刘再华,2000;邱冬生等,2004)。除此之外，由于微生物和酶的参与导致岩溶作用过程加快，使得岩溶碳汇能力显著提高(连宾等,2011;李强等,2012)。Liu(2000)采用水化学—径流法与试片溶蚀法相结合的方法得出：全球因碳酸盐岩的溶蚀作用回收净CO2汇量为1.1亿tC/a，大约是“遗漏碳汇”的三分之一。其中，我国岩溶碳汇强度为1.774×107tC/a(徐胜友,1997;袁道先,1999)。如果在传统的水—岩—气相互作用的碳酸盐岩风化模式中加入生物的作用，即水—岩—气—生物相互作用的碳酸盐岩风化模式(图1-3)，岩溶作用产生的CO2汇(溶解性无机碳，即DIC)将会被海洋、湖泊、河流等水生生物的光合作用(即生物碳泵)消耗，全球岩溶碳汇量将会是0.7052PgC/a(Liu,2010;Liu2015)。岩溶作用敏感而又快速的响应外界环境的变化，强烈的人为活动使得脆弱的岩溶水文系统很容易遭受破坏，并对岩溶作用过程产生干扰。自然状态下，土碳酸盐岩的风化产物HCO3-，有1/2来源于碳酸盐岩，另外1/2HCO3-来源于CO2。然而，人为活动对岩溶生态系统的不断干扰，对岩溶水文系统的影响也越来越显
第二章研究区概况和研究方法4图1-3考虑水-岩-气-生物相互作用的碳酸盐岩风化模式图(刘再华,2012)1.2国内外研究现状1.2.1岩溶碳汇研究现状上世纪90年代，岩溶动力学理论的出现(袁道先,1993)，不但清楚地揭示了水—岩—气之间的相互作用，而且开辟了利用石笋进行古气候、古环境变化记录重建，还揭示了我国第四纪以来亚洲季风和低纬度地区降雨变化特征，为岩溶碳循环研究提供了新思路。国际岩溶项目IGCP379“岩溶作用与碳循环”(1995~1999)运用石灰岩试片溶蚀法，水化学法和扩散边界层(DBL)理论法对我国和全球岩溶作用回收大气CO2的量进行了初步估算，其中国岩溶作用回收CO2的强度为1.774×107tc/a，而全球每年回收CO2的量为2.2~6.08×108tc。曹建华等(2011)试图从原位典型点的监测数据，探索区域尺度岩溶作用碳汇估算方法，结果表明,
本文编号：3409160
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球碳循环模式图—据Lal,2008
第二章研究区概况和研究方法2图1-2陆地生态系统碳循环与岩溶碳循环间的相互关系—据Golubicetal,1979作为全球最大的碳库，碳酸盐岩的碳储量大约占全球总碳量的99.55%(6.1×107PgC)(HoughtonandWoodwell,1989)，远远大于海洋碳储量与植被碳储量的总和(Houghtonetal,1999)。研究表明，碳酸盐岩的溶蚀作用积极参与了碳循环，岩溶作用敏感而又快速的响应外界环境的变化(袁道先,1999;刘再华,2000;邱冬生等,2004)。除此之外，由于微生物和酶的参与导致岩溶作用过程加快，使得岩溶碳汇能力显著提高(连宾等,2011;李强等,2012)。Liu(2000)采用水化学—径流法与试片溶蚀法相结合的方法得出：全球因碳酸盐岩的溶蚀作用回收净CO2汇量为1.1亿tC/a，大约是“遗漏碳汇”的三分之一。其中，我国岩溶碳汇强度为1.774×107tC/a(徐胜友,1997;袁道先,1999)。如果在传统的水—岩—气相互作用的碳酸盐岩风化模式中加入生物的作用，即水—岩—气—生物相互作用的碳酸盐岩风化模式(图1-3)，岩溶作用产生的CO2汇(溶解性无机碳，即DIC)将会被海洋、湖泊、河流等水生生物的光合作用(即生物碳泵)消耗，全球岩溶碳汇量将会是0.7052PgC/a(Liu,2010;Liu2015)。岩溶作用敏感而又快速的响应外界环境的变化，强烈的人为活动使得脆弱的岩溶水文系统很容易遭受破坏，并对岩溶作用过程产生干扰。自然状态下，土碳酸盐岩的风化产物HCO3-，有1/2来源于碳酸盐岩，另外1/2HCO3-来源于CO2。然而，人为活动对岩溶生态系统的不断干扰，对岩溶水文系统的影响也越来越显
第二章研究区概况和研究方法4图1-3考虑水-岩-气-生物相互作用的碳酸盐岩风化模式图(刘再华,2012)1.2国内外研究现状1.2.1岩溶碳汇研究现状上世纪90年代，岩溶动力学理论的出现(袁道先,1993)，不但清楚地揭示了水—岩—气之间的相互作用，而且开辟了利用石笋进行古气候、古环境变化记录重建，还揭示了我国第四纪以来亚洲季风和低纬度地区降雨变化特征，为岩溶碳循环研究提供了新思路。国际岩溶项目IGCP379“岩溶作用与碳循环”(1995~1999)运用石灰岩试片溶蚀法，水化学法和扩散边界层(DBL)理论法对我国和全球岩溶作用回收大气CO2的量进行了初步估算，其中国岩溶作用回收CO2的强度为1.774×107tc/a，而全球每年回收CO2的量为2.2~6.08×108tc。曹建华等(2011)试图从原位典型点的监测数据，探索区域尺度岩溶作用碳汇估算方法，结果表明,
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