亚热带典型岩溶溪流水气界面CO₂交换通量变化过程及其环境影响

来源：环境科学杂志2016年第1期北京时间：

作者：李丽,蒲俊兵,李建鸿,于奭,肖琼,张陶

单位：西南大学地理科学学院, 重庆 400715,中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,西南大学地理科学学院, 重庆 400715,中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004,西南大学地理科学学院, 重庆 400715,中国地质科学院岩溶地质研究所/国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室, 桂林 541004

摘要：具有较高水体CO₂分压(pCO₂)的岩溶地下水出露地表后常与大气形成较高的正向CO₂浓度梯度,因此评价岩溶水体水气界面CO₂交换通量对于岩溶碳循环过程研究具有重要意义.本文以广西柳州官村地下河补给的地表溪流为研究对象,详细讨论了岩溶溪流水-气界面CO₂交换通量.使用静态箱法和手持式二氧化碳测量仪GM70对脱气通量进行检测,结果表明,溪流的CO₂交换通量以脱气为主,地下河出口(G1点)脱气通量变化范围为139.48~890.84 mg·(m2·h)-1,平均值为445.72 mg·(m2·h)-1,溪流下游(G2点)脱气通量变化范围为16.54~844.18 mg·(m2·h)-1,平均值为159.81 mg·(m2·h)-1,脱气通量的时空变化特征表现为雨季要大于旱季,地下河出口地区要大于下游地区.溪流CO₂脱气会对附近空气中CO₂气体碳同位素(δ13C-CO₂)产生影响,使溪流附近空气中CO₂气体碳同位素(δ13C-CO₂)值逐渐偏负,并表现出明显的时空变化,即δ13C-CO₂雨季偏负于旱季,G1点δ13C-CO₂偏负于G2点.并且由于脱气作用的进行,溪流的水化学性质沿流程变化,表现为HCO₃-沿流程逐渐降低,pH值升高,电导率降低,pCO₂沿流程递减,常见碳酸盐矿物的饱和指数SIc逐渐升高,δ13C-DIC值逐渐偏正.

关键词：岩溶地表溪流,CO2脱气,通量,影响因素,官村岩溶地表溪流,