典型岩溶流域酸雨对碳循环影响研究

Carbon sink effect formed in the weathering process of carbonate is one of research focuses on the carbon cycle ,and acid rain plays adverse effect to to karst carbon sink effect(missing sink effect), therefore the missing sink effect should not be ignored when estimating the karst carbon sink effect caused by acid rain. In this project, high-resolution dynamic monitoring is used to monitor the multiple indexes of typical Karst ecosystems in Lijiang River, laboratory simulation experiment and combines with hydrochemistry data and isotopes data analysis in laboratory test by high resolution sampling, comprehensively considers interaction and mutual influence among atmosphere, hydrosphere, lithosphere and biosphere, the purpose is to study the effect process and mechanism of carbon sink stability by different periods (rainy period, usual dischange period and dry period) in acid rain process. It can reveal the missing sink resulted from acid rain in karst dynamic system, therefore, this will offer some new ideas for solving science difficult problem, that is carbon sink stability; it also provides some new ideas for scientific assessment in karst carbon sink process and carbon sink. Finally，it is useful to improve carbon cycle model in geological processes.

碳酸盐岩风化过程中形成的碳汇效应是当前碳循环当中研究的热点之一，而酸雨对于岩溶碳汇效应起了相反的作用（失汇效应），所以在估算岩溶碳汇效应的时候由酸雨所造成的失汇效应也不应该被忽略。本项目通过对典型岩溶流域（漓江阳朔段）的多指标高分辨率动态监测，室内模拟实验，结合高分辨采样的室内水化学、同位素数据分析，综合考虑大气圈、水圈、岩石圈、生物圈的相互作用和相互影响，研究酸雨过程中不同时期（丰水期、平水期、枯水期）对碳汇稳定性影响过程和机理，揭示岩溶动力系统当中由于酸雨造成的“失汇效应”，从而为解决岩溶碳汇稳定性这一科学难题，为科学评估岩溶碳汇过程及碳汇量，完善地质作用碳循环模型、解决“遗漏汇”等重要科学问题提出一些新思路。

通过研究酸雨对碳酸盐岩风化作用当中的减汇效应，为进一步的准确评价我国的碳汇量及应对全球气候变化的国家层面战略决策提供对策和科学依据。在广西典型岩溶流域不同断面对不同降雨-水文过程开展多指标水文地球化学高分辨率动态监测研究，获得了以下几个方面的新认识：（1）在三个不同的监测期内，化学风化作用和硫酸的溶蚀为主，极端洪水情况下会有少量土壤二氧化碳从土壤中通过雨水的淋滤作用迁移到水体当中，水生植物的碳泵效应可以忽略不计。（2）大雨—洪水过程和暴雨—极端洪水过程中，不同断面及不同深度各端元参与碳酸盐岩风化所产生的无机碳通量差别不大，总的无机碳通量在全年的无机碳通量总量占据较大比例（2.68%～6.63%）；小雨—平水过程则侧面证明水循环是影响岩溶碳汇效应的主要因素。（3）对于各端元无机碳来源动态贡，在大雨—洪水过程和暴雨—极端洪水过程中，外源酸参与的风化产生无机碳与碳酸盐岩风化产生无机碳基本上呈反相关，指示化学风化作用和外源酸的风化作用都在增大，二者增大幅度此消彼长；小雨—平水过程碳酸参与的碳酸盐岩风化比例的变幅明显要大，指示碳酸可能收到水循环、脱气作用、生物光合作用所影响。（4）硅酸参与的碳酸盐岩风化产生的无机碳通量在不同的降雨—水文过程较为平稳。碳酸和硫酸参与的碳酸盐岩风化产生的无机碳通量在两个洪水过程中变化规律大致和流量保持一致，指示水循环作用是影响碳酸盐岩风化所产生碳汇效应主要因素，且除了水循环导致的稀释和活塞效应外，外源酸来源不一及HCO3-浓度变化也是较为明显的影响因素。（5）计算可知大雨—洪水过程、暴雨—洪水过程、小雨—无洪水过程酸雨所占外源酸比例分别为0.92%、0.47%和0.82%，即失汇效应分别占到总无机碳通量的约0.22%，0.1%，0.19%，碳酸盐岩风化作用当中的减汇效应影响较为有限。研究成果为更加清晰的揭示外源酸特别是酸雨对碳循环影响作用，为解决岩溶碳汇稳定性这一科学难题和科学评估岩溶碳汇过程及碳汇量，做出一定的科学贡献