碳酸盐岩的化学风化与失踪碳汇的关系:以贵州红枫水库流域为例
发布时间：2021-12-31 00:30
为探讨碳酸盐岩的化学风化与失踪碳汇之间的关系,以中国西南贵州省红枫水库流域的麦翁河、羊昌河、麻线河和后六河流域为研究对象,通过主离子化学和溶解无机碳（DIC）及其碳同位素组成(δ13CDIC)计算出碳酸风化硅酸盐岩、硫酸风化碳酸盐岩和碳酸风化碳酸盐岩对DIC的贡献分别为10%、30%和60%。麦翁河流域硫酸风化碳酸盐岩释放CO2,其C释放速率为11.2 g·m-2·a-1。综合评估了岩性、水文、植被、农业、采煤、大气CO2浓度对风化作用的影响及工业革命前后这些因素的变化,认为该流域碳酸盐岩的化学风化不能作为失踪碳汇。模拟计算的河流自然汇合后的风化通量和速率与各条河流单独采样计算的结果差别很大,说明传统的采样点布设方式和使用的空间尺度的合适性需要重新评估。
【文章来源】：矿物岩石地球化学通报. 2020,39(05)北大核心CSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
红枫水库流域岩性、水系构成和采样点布设
δ13CDIC的变化范围为-7.4‰～-11.6‰(表2),四个季节的平均值分别为-8.9‰、-9.2‰、-9.1‰和-9.2‰,统计检验表明δ13CDIC的季节变化不明显(P>0.05)(图2)。4条河流中,羊昌河DIC的δ13C值最高,麦翁河干流靠近河源的第1号点和支流第5号点的最低。空间上,麦翁河干流从第1号到第4号点其δ13CDIC值逐渐升高,从第6号到第8号点又逐渐降低(表2)。
羊昌河、麻线河和后六河的阳离子主要为Ca2+、Mg2+,在阳离子中平均占比88%;阴离子以HCO-3为主,在阴离子中平均占比75%;水化学类型属于典型的HCO3-Ca·Mg型。麦翁河阳离子主要为Na+、Ca2+、Mg2+,在阳离子中平均占比99%,Ca2+和Mg2+在阳离子中的平均占比也达到65%;阴离子以SO 4 2- 和HCO-3为主,在阴离子中平均占比93%;水化学类型属于SO4-Na型。4条河流的Cl-和NO-3含量很低,在阴离子中的平均占比仅为8%。这些数据均说明流域内碳酸盐岩和硅酸盐岩的化学风化是河流水化学的起源,河水中如此高的Ca2+、Mg2+离子占比主要是碳酸盐岩风化的贡献。这些水化学特征也与流域岩性分布(表2)、通过水化学计算的f值相吻合。表5 红枫水库流域四条河流DIC通量、DIC输出速率及流域化学风化的CO2消耗速率Table 5 Fluxes and export rates of DIC and CO2 consumption rates of the four rivers in the watershed of the Hongfeng Reservoir 河流 DIC通量/(1010 g·a-1) 输出速率/ CO2消耗或吸收速率 硫酸 碳酸 (g·m-2· a-1) /(105 mol·km-2 a-1) /(g·m-2a-1) 碳酸盐岩 硅酸盐岩 碳酸盐岩 合 计 合 计 硅酸盐岩 碳酸盐岩 合 计 合 计 麦翁河 0.00 0.07 0.37 0.44 21.5 2.81 7.57 10.38 12.5 羊昌河 0.52 0.10 0.57 1.19 14.6 1.04 2.90 3.94 4.7 麻线河 0.08 0.02 0.20 0.30 11.9 0.72 3.34 4.06 4.9 后六河 0.03 0.01 0.10 0.14 15.9 0.90 4.81 5.71 6.9 全流域1② 0.63 0.20 1.24 2.07 15.2 1.22 3.79 5.01 6.0/4.3① 全流域2③ 1.05 0.15 0.90 2.10 15.3 0.90 2.75 3.65 4.4 注:①“4.3”为扣除麦翁河流域硫酸风化碳酸盐岩释放的CO2以碳计0.23×1010 g后的数据;②“全流域1”为按照各条河流水化学单独计算出来的结果进行流域面积平均后的值;③“全流域2”为各条河流的季节流量加权的水化学组成,按照4条河流年流量再加权得到后的值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1470～1949年贵州地区干湿序列的重建及其影响分析[J]. 盛叶子,曾蒙秀,彭海军,李雪,高洋,朱丽东,李凤全,胡忠行,苏婕,余奕泓. 长江流域资源与环境. 2019(06)
[2]Air–water CO2 flux in an algae bloom year for Lake Hongfeng,Southwest China:implications for the carbon cycle of global inland waters[J]. Faxiang Tao. Acta Geochimica. 2017(04)
[3]桃花园河径流规律分析[J]. 程明伟,王永立. 水资源开发与管理. 2017(09)
[4]中国人口变迁曲线研究——基于公元前340年—公元2014年的数据[J]. 王少泉,曹冬英. 商丘师范学院学报. 2017(01)
[5]不同种类微生物及其碳酸酐酶对CO2-H2O-碳酸盐系统中碳酸盐岩的溶蚀作用[J]. 申泰铭,邢必果,李为,余龙江. 矿物岩石地球化学通报. 2014(06)
[6]赤水河中下游冬季河水化学空间分布特征分析[J]. 罗进,安艳玲,吴起鑫,杨瑞东,蒋浩,彭文博,于霞,吕婕梅. 地球与环境. 2014(03)
[7]西南喀斯特农村降水化学研究:以贵州普定为例[J]. 吴起鑫,韩贵琳,陶发祥,唐杨. 环境科学. 2011(01)
[8]贵阳大气降水化学特征及来源分析[J]. 肖红伟,肖化云,王燕丽. 中国环境科学. 2010(12)
[9]贵州龙里实验区酸性降水特征及变化趋势[J]. 李巍,李佳,侯锦湘,高芳. 中国环境科学. 2010(02)
[10]喀斯特森林雨水的地球化学特征——以贵州茂兰国家级自然保护区为例[J]. 韩贵琳,唐杨,谭秋. 矿物岩石地球化学通报. 2008(04)
硕士论文
[1]贵州省都柳江流域水化学特征分析及影响研究[D]. 左禹政.贵州大学 2017
本文编号：3559273
【文章来源】：矿物岩石地球化学通报. 2020,39(05)北大核心CSCD
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
红枫水库流域岩性、水系构成和采样点布设
δ13CDIC的变化范围为-7.4‰～-11.6‰(表2),四个季节的平均值分别为-8.9‰、-9.2‰、-9.1‰和-9.2‰,统计检验表明δ13CDIC的季节变化不明显(P>0.05)(图2)。4条河流中,羊昌河DIC的δ13C值最高,麦翁河干流靠近河源的第1号点和支流第5号点的最低。空间上,麦翁河干流从第1号到第4号点其δ13CDIC值逐渐升高,从第6号到第8号点又逐渐降低(表2)。
羊昌河、麻线河和后六河的阳离子主要为Ca2+、Mg2+,在阳离子中平均占比88%;阴离子以HCO-3为主,在阴离子中平均占比75%;水化学类型属于典型的HCO3-Ca·Mg型。麦翁河阳离子主要为Na+、Ca2+、Mg2+,在阳离子中平均占比99%,Ca2+和Mg2+在阳离子中的平均占比也达到65%;阴离子以SO 4 2- 和HCO-3为主,在阴离子中平均占比93%;水化学类型属于SO4-Na型。4条河流的Cl-和NO-3含量很低,在阴离子中的平均占比仅为8%。这些数据均说明流域内碳酸盐岩和硅酸盐岩的化学风化是河流水化学的起源,河水中如此高的Ca2+、Mg2+离子占比主要是碳酸盐岩风化的贡献。这些水化学特征也与流域岩性分布(表2)、通过水化学计算的f值相吻合。表5 红枫水库流域四条河流DIC通量、DIC输出速率及流域化学风化的CO2消耗速率Table 5 Fluxes and export rates of DIC and CO2 consumption rates of the four rivers in the watershed of the Hongfeng Reservoir 河流 DIC通量/(1010 g·a-1) 输出速率/ CO2消耗或吸收速率 硫酸 碳酸 (g·m-2· a-1) /(105 mol·km-2 a-1) /(g·m-2a-1) 碳酸盐岩 硅酸盐岩 碳酸盐岩 合 计 合 计 硅酸盐岩 碳酸盐岩 合 计 合 计 麦翁河 0.00 0.07 0.37 0.44 21.5 2.81 7.57 10.38 12.5 羊昌河 0.52 0.10 0.57 1.19 14.6 1.04 2.90 3.94 4.7 麻线河 0.08 0.02 0.20 0.30 11.9 0.72 3.34 4.06 4.9 后六河 0.03 0.01 0.10 0.14 15.9 0.90 4.81 5.71 6.9 全流域1② 0.63 0.20 1.24 2.07 15.2 1.22 3.79 5.01 6.0/4.3① 全流域2③ 1.05 0.15 0.90 2.10 15.3 0.90 2.75 3.65 4.4 注:①“4.3”为扣除麦翁河流域硫酸风化碳酸盐岩释放的CO2以碳计0.23×1010 g后的数据;②“全流域1”为按照各条河流水化学单独计算出来的结果进行流域面积平均后的值;③“全流域2”为各条河流的季节流量加权的水化学组成,按照4条河流年流量再加权得到后的值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]1470～1949年贵州地区干湿序列的重建及其影响分析[J]. 盛叶子,曾蒙秀,彭海军,李雪,高洋,朱丽东,李凤全,胡忠行,苏婕,余奕泓. 长江流域资源与环境. 2019(06)
[2]Air–water CO2 flux in an algae bloom year for Lake Hongfeng,Southwest China:implications for the carbon cycle of global inland waters[J]. Faxiang Tao. Acta Geochimica. 2017(04)
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[7]西南喀斯特农村降水化学研究:以贵州普定为例[J]. 吴起鑫,韩贵琳,陶发祥,唐杨. 环境科学. 2011(01)
[8]贵阳大气降水化学特征及来源分析[J]. 肖红伟,肖化云,王燕丽. 中国环境科学. 2010(12)
[9]贵州龙里实验区酸性降水特征及变化趋势[J]. 李巍,李佳,侯锦湘,高芳. 中国环境科学. 2010(02)
[10]喀斯特森林雨水的地球化学特征——以贵州茂兰国家级自然保护区为例[J]. 韩贵琳,唐杨,谭秋. 矿物岩石地球化学通报. 2008(04)
硕士论文
[1]贵州省都柳江流域水化学特征分析及影响研究[D]. 左禹政.贵州大学 2017
本文编号：3559273
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