喀斯特小流域物质循环过程中碳和硫的同位素辨识

针对喀斯特地区水土流失严重，石漠化面积逐年扩大的现状，依据大气湿沉降中的酸性物质加速了对碳酸盐岩的侵蚀速率的前期研究成果，以水循环为纽带，碳和硫的生物地球化学耦合循环研究为核心，结合基岩性质、土壤类型、水文条件等因素，利用元素、同位素（δ13C、δ34S、δ18O）示踪和化学计量学理论和方法，通过对典型的喀斯特和非喀斯特小流域大气（和其它人类活动）输入、土壤和水体的地球化学研究，重点理解流域碳和硫循环的耦合过程，揭示酸雨对不同喀斯特小流域生态系统中物质循环和碳循环的影响，探讨不同石漠化程度区域地表水、土壤有机碳和硫含量的变化特征及其与喀斯特生态系统石漠化过程之间的关系，对阐明喀斯特地区加重石漠化程度的规律具有意义，最终为退化生态系统的修复与调控提供科学依据。

针对西南喀斯特地区严重石漠化，并依据降水中的酸性物质加速了对碳酸盐岩的侵蚀速率的前期研究成果，本项研究对普定、环江喀斯特小流域及周边非喀斯特地区的大气、水体和土壤的地球化学参数进行了分析，得出以下初步结论：. 酸雨对表层土壤产生强烈的淋滤作用，使得水体中的离子浓度有所增加。降雨期有大量的土壤有机质分解的CO2进入水体，并对土壤中的硅酸盐矿物产生溶解作用。后寨河小流域的研究结果证实了水体中硫酸盐主要来源于地下水系统，硫同位素成功应用于研究喀斯特小流域不同水体的混合作用的示踪。 . 两类坡地土壤（石灰土和黄壤）的SOC含量以及δ13CSOC值的变化，反映了不同类型植被残体的输入以及在土壤中的降解累积特征。沿坡面顶端到底端的方向，两种类型土壤的SOC含量均呈现出坡脚、坡顶到坡腰逐渐递减的特征。土壤δ13CSIC组成的分布特征和变化趋势指示了土壤有机碳的降解过程及其剖面上降解程度的差异。.黄壤和石灰土表层土壤中δ34SSO4值均受大气沉降的影响；沿剖面深度，石灰土的δ34SSO4值变化主要受到厌氧条件下SO42-的异化还原作用及有机质降解的影响，黄壤剖面δ34SSO4值的变化主要与黄壤中的淋滤作用有关；有机硫持续矿化是δ34SOBS值沿剖面深度升高的主要原因。.黄壤和石灰土坡脚剖面的δ13CSOC和δ34SSO4、δ13CSIC和δ34SSO4、δ13CSOC和 δ34SOBS具有很好的相关性。石灰土中总硫含量与SOC含量呈正相关，黄壤在总硫含量高于一定含量时却表现出相反的趋势，可能与土壤中硫酸盐氧化有机质有关。通过碳-硫耦合研究以期加深对喀斯特地区碳、硫营养元素循环以及相互影响的认识，为预防土壤养分流失提供科学依据。