岩溶地下河与地表河汇流混合过程中河流溶解无机碳行为研究

The researches on the carbon flux of the terrestrial ecosystem focused on the river estuary outflow,by which the the observation of the river section carbon output information were carried out to study the land surface processes of the drainage basin.There are a lot of uncertainty to estimate the atmospherical carbon sink of a basin because of the riverine carbon variation in the process of the biogeochemical action making the various riverine carbons to exchange amonge the dissolved,solid,gaseous and organical carbons,therefore, in order to well know behaviors of the riverine carbon sources and fates in the process of the surface land,the research of the dissolved inorganic carbon(DIC) should further be programed in the runoffs.In the site of the Maoshuikeng subterrian river inflowing into Houzhaihe river in the Puding county of the Guizhou province in southwest China,the three sections would be programed monthly and high frequency during spacial hydroprocesses to survey the monthly content of the particle or dissolved inorganical carbon and organical carbon,physical or chemical parameters of the water,as well as the relational elemental isotope composition for discovering the relationships of the content of the riverine carbon with the acquatic organism,physchemical parameters and hydrological factors.The study has high significance for understanding the sources and fates of the riverine DIC,estimating sink effects to atmospheric carbon of karstic basins,as well as supplying basal data to solve key scientific problems of fundamental couterments for reducing even avoiding or adaptation global change.

通过观测河流断面各种碳输出信息探讨地表过程中流域碳汇通量的研究主要集中在外流河的河口区。因径流过程中的生物地球化学作用，使得河道碳以溶解无机碳（DIC）为核心在水-岩、水-气、水-生等界面之间发生碳交换，这给流域径流过程的碳源、汇估算带来很大的不确定性，因此，认识流域地表过程中碳源、汇规律，尚需对各类径流过程中的河流DIC进行精细研究。项目拟在贵州普定后寨河流域冒水坑地下河汇入地表河流地段布设三个观测断面，进行连续三年的每月一次及典型水文过程的加密采样分析，测定河道水体溶解态及颗粒态的无机碳和有机碳的浓度及相关元素的同位素组成，认识该过程中河流碳组分的性质及其与水生生物、水温、pH、电导率、氧化还原电位和水文等诸要素之间的关系，认识该过程河流DIC的来源和去向，为喀斯特地区流域碳行为及碳汇效应估算乃至"全球变化减缓、规避与适应对策"中的关键科学问题提供基础资料。

通过观测河流断面各种碳输出信息探讨地表过程中流域大气碳汇通量的研究主要集中在外流河的河口区。因径流过程中的生物地球化学作用，使得河道碳以溶解无机碳（DIC）为核心在水-岩、水-气、水-生等界面之间发生碳交换，这给流域径流过程的碳源、汇估算带来很大的不确定性，因此，认识流域地表过程中碳源、汇规律，尚需对各类径流过程中的河流DIC进行精细研究。.本项目以贵州普定后寨河流域冒水坑地下河汇入地表河流地段为例，对径流汇水过程中，汇入前和汇入后的三个断面，进行连续水文年的每月一次及典型水文过程的加密采样分析，实测分析了河道水体中各类河流碳组分的性质及其与水生生物、水温、pH、电导率、氧化还原电位和水文等诸要素之间的关系，认识该过程河流DIC的来源和去向规律。并以此为基础，探讨了贵州高原上其他岩溶水文过程中河流溶解无机碳行为与有关生物地球化学过程的关系。研究认为，(1) 喀斯特地区的产汇流过程所产生的流域化学风化碳汇强度远大于非喀斯特地区；(2) 通过对普定后寨河流域的灯盏河、陈旗两个特小流域的研究表明，因流域结构的差异而使得流域化学风化碳汇强度存在显著的时空变化；(3) 在喀斯特地下河汇入地表河流过程中，溶解无机碳显著减少、水生生物碳汇显著加强；(4)在喀斯特峡谷水库，地表、地下河流的汇入水库后河道碳源的强度大大减少，库区浮游植物固碳效应使得水库的大气碳源效应显著减弱，有时可导致部分库区甚至成为大气的碳汇，即喀斯特地区水库具有显著的减源、增汇作用。.所有上述研究成果可以为喀斯特地区流域碳行为及碳汇效应估算乃至"全球变化减缓、规避与适应对策"中的关键科学问题研究提供参考。