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水化学的时空变化及耦联水生光合作用的碳酸盐风化碳汇的估算——以中国西江为例

12、水文地质与水科学 > 专题5：岩溶水资源与环境变化

摘要：在2013.7月至2015.12月之间，利用高分辨率的多参数水质记录仪监测了位于西江下游的梧州水文站河水的水温、pH、溶解氧浓度、浊度和电导率，同时从中国气象数据共享网和梧州水文站分别获取了同时期的降雨数据和流量数据；并结合现场滴定与实验室分析的水化学数据，初步建立了水中溶解无机碳（DIC）浓度与电导率的线性关系模型。同时利用前人的研究成果，确定了POC和DOC的平均浓度以及内源有机碳的比例，进而确定了内源有机碳的平均浓度。通过对梧州水文站的水化学数据分析发现，西江的水化学具有明显的季节变化，主要受稀释效应和水生光合作用的影响。雨季，电导率、[HCO3-]的降低主要受稀释效应的控制；而冬季溶解氧浓度的升高主要受水生光合生物光合作用的影响。分析发现，西江河水的HCO3-和内源溶解有机碳也具有化学稳定性行为，从而使得径流（Q）成为岩溶碳汇通量变化的主控因子。而西江的径流变化主要受降雨的控制，雨季的无机碳汇通量约占年均无机碳汇通量的75%。研究还发现，西江流域的碳酸盐风化碳汇的净通量为11.94 t C km-2a-1，其中无机碳汇的通量为7.44t C km-2a-1，内源有机碳碳汇的通量为2.25 t C kmkm-2a-1；埋藏的内源有机碳的碳汇通量约为2.25 t C km-2a-1。内源有机碳和埋藏有机碳的碳汇的通量约为无机碳汇通量的60%，或者是净通量的38%。这表明在估算碳酸盐风化碳汇时，必须要考虑内源有机碳的贡献。