国家自然科学基金(41202185)
- 作品数：18 被引量：220H指数：11
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- 岩溶地下河补给的地表溪流溶解无机碳及其稳定同位素组成的时空变化被引量：8
- 2017年
- 岩溶水体中溶解无机碳(DIC)主要以HCO_3^-形式存在,其同位素(δ^(13)CDIC)被广泛用于示踪DIC的不同来源及其影响因素.为了解亚热带典型岩溶溪流溶解无机碳及其稳定同位素的分布规律,本文以广西柳州官村地下河补给的地表溪流为研究对象,对其水化学特征和δ^(13)CDIC进行分析.结果表明,溪流上游和下游的DIC与δ^(13)CDIC都表现出明显的时空变化特征,地下河出口(G1点)HCO_3^-旱季浓度变化范围为(4.73±0.14)mmol·L^(-1),而雨季为(4.23±0.68)mmol·L^(-1).溪流下游(G2点)HCO_3^-旱季浓度变化范围为(4.56±0.23)mmol·L^(-1),而雨季为(4.20±0.59)mmol·L^(-1).溪流上游的旱季δ^(13)CDIC变化范围为-12.22‰±0.49‰,雨季的变化范围为-12.28‰±0.82‰;溪流下游的旱季变化范围为-10.73±0.71‰,雨季的变化范围为-11.10‰±0.90‰.两个点水体DIC含量旱季均高于雨季,且G1点要高于下游G2点.两个点水体δ^(13)CDIC值旱季较雨季偏重,且G2点水体δ^(13)CDIC值显著高于G1点δ^(13)CDIC值.地下河水和溪流DIC主要来源于土壤CO2和碳酸盐岩溶蚀,但是溪流上游与下游DIC和δ^(13)CDIC值差异表明水体的CO2脱气作用,水生植物的光合作用显著影响了水体DIC和δ^(13)CDIC值.
- 李丽蒲俊兵李建鸿张陶
- 岩溶地下水补给的地表河流溶解无机碳昼夜变化与钙沉降被引量：4
- 2015年
- 溶解无机碳昼夜动态变化对河流水体碳通量的估算有重要影响。本文选择由地下水补给且富含水生植物的典型河流,开展高分辨率水文地球化学监测和高频率水样取样工作,分析了水化学的昼夜动态变化特征,钙与无机碳昼夜循环产生的生物地球化学控制机理,估算了钙与无机碳昼夜通量。结果表明,白天pH、SIC上升,产生钙沉降和水体无机碳(主要为HCO-3)含量的下降,夜间得到地下水的补给,Ca2+和HCO-3浓度回升。监测期间,官村地下河出口地表河流钙与溶解有机碳的流失或沉降量分别为69.04kg/d和168.68kg/d,即51.14g/(m·d)和124.95g/(m·d),分别占输入量的6.2%和4.7%。受水生植物光合作用和钙化作用控制,沿流程发生无机碳向有机碳转化,是真正意义上的自然碳汇。
- 汪进良章程裴建国苗迎
- 关键词：溶解无机碳
- 桂林会仙岩溶湿地水化学昼夜动态变化及其影响因素被引量：11
- 2013年
- 岩溶区地表河流与岩溶湖水化学的动态变化及水生植物固碳作用的研究,有助于加深对岩溶作用的生物地球化学过程特性,即短时间尺度属性的认识。本文利用自动化高精度在线监测和高密度取样,探讨岩溶湖(地下河水补给)水化学的昼夜动态变化及不同水生植物的影响。受气温和水生植物光合作用的影响,白天水温、pH、溶解氧、无机碳同位素值呈同步上升,而Ca2+、HCO-3含量、电导率下降。沉水植物群落分布区水化学等指标昼夜变幅大于挺水植物群落分布区,水温、pH、Ca2+、HCO-3、溶解氧、无机碳同位素值在挺水植物区的昼夜变化幅度分别为4.42°C、0.65、18 mg/L、0.8 mmol/L、14.02 mg/L、-2.27‰(δ13C V-PDB),在沉水植物区则分别上升到6.32°C、1.43、24 mg/L、1.5 mmol/L、23.86 mg/L、-5.03‰(δ13C V-PDB),说明沉水植物区的钙沉降与固碳效率更高。结果可为深入认识岩溶湿地水生生态系统,估算岩溶区水生植物固碳潜力奠定科学基础。
- 章程汪进良谢运球王松
- 关键词：水化学水生植物
- 广西官村岩溶溪流中生物地球化学控制的DIC和NO3^-昼夜变化研究被引量：5
- 2016年
- 为了解岩溶区控制溪流中溶解无机碳(DIC)和NO_3^-昼夜变化的生物地球化学过程以及DIC和NO_3^-日变化量,于2014-07-22~2014-07-24期间,在广西壮族自治区融安县官村溪流中包括地下河出口(CK)和下游雷崖村(LY)设置两个监测点同时对水体物理化学参数以及C、N同位素(δ^(13) CDIC、δ^(15) N-NO_3^-和δ^(18) O-NO_3^-)展开了为期2d的高分辨率昼夜监测采样工作。结果发现CK点各物理化学参数没有表现出昼夜变化,但是LY点Ca2+、DIC以及PCO2表现出明显的昼夜变化规律,即白天下降夜间上升且与DO和pH表现出明显的负相关关系。相对于CK点,在白天水生光合生物光合作用导致LY点DIC下降的同时δ^(13) CDIC上升,而在夜间呼吸作用导致LY点DIC上升的同时δ^(13) CDIC下降且部分时间段要低于CK点δ^(13) CDIC值。溪流中的NH4+在监测期间基本上都在下降而NO_3^-离子在夜间和上午时间段都在上升,δ^(15) N-NO_3^-却表现出下降的趋势,且比较接近δ^(15) N-NO_3^-初始值,而NO_3^-离子在下午时间段出现下降的趋势。结果表明溪流中DIC昼夜变化主要受到水生植物的光合作用和呼吸作用控制,且通过质量平衡方程计算得知溪流中由于光合作用吸收无机碳而转为有机碳的量为0.94kgC/d,这部分有机碳可以形成相对长期稳定的自然C汇。溪流在夜间和上午时间段发生了N的硝化作用,增长量为2.08kgN/d,但在下午时间段(12:00~18:00)发生了N的同化作用,损失量为0.42kgN/d。溪流输出的NO_3^--N的量为1.66kgN/d,表明在富碳、富钙的岩溶溪流中,有利于水生光合生物的生长,促进N的同化作用的发生,从而减少溪流输出NO_3^--N的量,说明岩溶区溪流N的生物地球化学过程可能在昼夜尺度上改变水质。
- 张陶蒲俊兵袁道先李建鸿
- 关键词：DIC生物地球化学过程有机碳
- 岩石风化碳汇研究进展：基于IPCC第五次气候变化评估报告的分析被引量：41
- 2015年
- 岩石风化碳汇特别是碳酸盐岩风化碳汇积极参与了全球碳循环过程。最新的IPCC第五次气候变化评估报告（AR5）指出全球岩石风化碳汇约为0．4PgC／a，占不平衡碳通量的1／2～1／3，并改进和区分了岩石风化碳汇的时间尺度，将硅酸盐岩风化碳汇时间尺度视为104～106年，碳酸盐岩风化碳汇时间尺度视为103～104年。AR5报告将岩石风化碳汇列为CO2移除的4种方法之一，其碳酸盐岩风化碳汇时间尺度属于百年至千年级。虽然AR5报告提出了前述新认识，但仍认为岩石风化碳汇速率太慢，未纳入全球碳收支核算。结合近年来的研究进展，讨论了AR5报告目前对岩石风化碳汇在通量、时间尺度和风化碳汇效应等方面认识的不足，提出了加强岩石风化碳汇速率、稳定性、影响因素和尺度转换方面的研究建议，以期进一步加强岩石风化碳汇研究工作，为平衡全球碳收支做出科学贡献。
- 蒲俊兵蒋忠诚袁道先章程
- 亚热带典型岩溶区地表溪流水文地球化学昼夜变化及其影响因素研究被引量：12
- 2014年
- 为了解岩溶区地表溪流水文地球化学的昼夜变化过程及其影响因素,于2013-07-09～2013-07-14期间,在广西壮族自治区融安县官村地下河出口(G1)和下游雷崖村(G2)设置两个监测点同时展开了为期5 d的高分辨率昼夜监测工作,每15min监测水温(T)、pH、溶解氧(DO)和电导率(Spc),每2 h进行人工采样工作,样品测试Ca2+、HCO-3和NO-3等主要离子以及δ13CDIC.结果发现:1 G1和G2点都是HCO3-Ca型水,但是两个监测点表现出不同的水文地球化学昼夜变化过程;2监测期间官村地下河出口(G1)的物理化学参数和主要离子(Ca2+、HCO-3和NO-3等)基本上保持稳定,而雷崖监测点(G2)的物理化学参数(T、pH、DO、Spc)和Ca2+、HCO-3和NO-3离子表现出有规律的昼夜变化特征;3 G2监测点的溶解无机碳(DIC)和δ13C值表现出相反的昼夜变化特征,DIC在白天下降晚上升高而δ13C值白天上升晚上下降,并表现出较好的负相关关系(相关系数为-0.87,P<0.01).结果表明,水生植物的光合作用和呼吸作用、水温以及脱气作用共同影响岩溶区地表溪流水文地球化学的昼夜变化,控制了岩溶地表溪流内部物质循环过程.
- 张陶蒲俊兵袁道先章程何师意于奭刘文莫雪周建超杨会唐伟
- 关键词：水文地球化学水生植物光合作用
- 广西五里峡水库夏季溶解无机碳行为的初步研究被引量：22
- 2014年
- 为更加清晰地认识无机碳在岩溶水库水体中的循环转化过程,2013年7月初对位于岩溶区的广西五里峡水库沿流程方向不同地点不同深度水体进行现场监测.结果表明:1研究区水体水化学主要受碳酸盐平衡体系控制,水化学类型为HCO3-Ca+Mg型.2水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)含量及其同位素组成δ13CDIC分布特征:沿流程方向从库尾到坝前同一深度不同取样点DIC含量呈减小趋势(DIC(平均):1.03～0.78 mmol·L-1),δ13CDIC则逐渐变重(δ13CDIC(平均):-10.21‰～-6.62‰).沿垂直方向从表层向库底DIC含量呈增加趋势(DIC(平均):0.86～1.05 mmol·L-1),δ13CDIC则逐渐变轻(δ13CDIC(平均):-7.88‰～-13.39‰).分析认为:1碳酸盐岩溶解沉淀过程对研究区水体DIC含量及δ13CDIC的影响有限或被其它过程平抑.2研究区水体存在热分层现象,其通过影响水库不同部位、不同深度水生生物新陈代谢的方向及强度、有机质分解强度等对水体DIC及δ13CDIC产生影响,使之出现前述变化趋势.
- 刘文蒲俊兵于奭章程区绎如袁道先杨会唐伟
- 关键词：岩溶溶解无机碳稳定碳同位素组成浮游生物
- 桂林会仙岩溶湿地典型水生植物δ13C特征与固碳量估算被引量：21
- 2013年
- 为促进目前岩溶碳汇稳定性和速率等科学问题的深入研究,在分析桂林会仙岩溶湿地主要水生植物碳同位素的基础上,利用基于碳酸酐酶活性与植物碳同位素值显著正相关的二端元模型,估算了不同植物利用光合作用固定HCO-3的比例。结果表明,湿地核心区沉水植物光合作用固定HCO-3碳量在4.86~64.73tC/(a·km2)之间,挺水植物为15.68~453.01tC/(a·km2),平均值为76.74tC/(a·km2)。按平均值计算会仙湿地水生植物光合作用固定HCO-3碳量为4 466.27tC/a,即在会仙湿地岩溶地下河补给的HCO-3中约47%被水生植物光合作用固定。水生植物光合作用固碳效果明显,是碳汇研究中不容忽视的一个十分重要的问题。
- 章程谢运球宁良丹玉宏汪进良李凤
- 关键词：水生植物碳同位素固碳量
- 泰国西部岩溶地貌和水文地球化学特征及其与中国西南岩溶的对比被引量：4
- 2014年
- 泰国岩溶面积约占中南半岛岩溶面积的1/4,横跨近11个纬度。泰国岩溶作用强烈,地貌奇特,类型多样,既有典型的高原坡立谷岩溶,也有典型的峰丛洼地谷地和滨海峰林岩溶地貌,因而在全球岩溶对比研究中具有重要地位。本文在初步查明泰国岩溶分布、典型岩溶区的水文地球化学特征的基础上,分析了泰国岩溶发育的主要特点和动力条件,并与中国西南岩溶作了对比,旨在推动中国与中南半岛岩溶的对比以及全球现代岩溶的对比研究。
- 章程蒋忠诚Mahippong Worakul蒲俊兵吕勇
- 关键词：岩溶发育水文地球化学
- 岩溶区河流水化学昼夜变化与生物地球化学过程被引量：14
- 2015年
- 河流水化学昼夜动态变化的研究有助于揭示水体中相对快速的生物地球化学过程（河流内过程）,同时也有助于判别上游补给区流域过程。已有的研究表明生物过程（光合作用与呼吸作用）、地球化学过程（碳酸盐平衡、碳酸钙沉积）是控制河流pH、SpC、Ca^2＋和HCO3^-含量昼夜变化的主要因素。不同级别、类型及河床微环境均会对水化学昼夜变化产生影响,与气温密切相关的光合作用是产生河水pH值和DO昼夜变化的主控因素。在偏碱性与富含钙离子的岩溶河流,有机体的钙化作用与酸分泌可能对光合作用具有重要作用,从而导致水体中Ca^2＋和HCO3^-出现白天下降-夜间回升的昼夜动态变化,下降幅度达20%～30%。水生植物通过光合作用产生DIC（主要为HCO3^-）的原位沉降,是真正意义上的净碳汇。昼夜生物地球化学循环及效应研究有助于全面认识岩溶区碳循环特征及岩溶含水层源汇关系,尤其是岩溶碳汇稳定性与净碳汇估算;同时对长时间尺度河流监测计划的制定具有重要意义。
- 章程
- 关键词：河流生物地球化学过程岩溶
