西江河口段溶解无机碳稳定同位素组成及其碳排放的时空变化

来源 :中山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:drake0266
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本工作对位于中国南方亚热带季风气候区具有典型喀斯特特色的西江流域碳的入海过程进行了系统研究,针对该流域特点和河口段的特性设计了专门的研究方案,利用碳的稳定同位素示踪技术和多参数相关分析方法,分析了西江河口段溶解无机碳的时空变化规律及其控制因素,探讨了西江流域碳的入海行为特征。研究取得了如下初步成果:  1)西江河口段河道DIC组成以HCO3-为主、各季节平均浓度为1.8~2.0mM,全年平均1.95 mM;其秋、冬、春、夏的δ13CDIC分别为-13.09‰、-12.26‰、-11.71‰和-13.91‰,年平均值为-12.71‰,具有显著的时空变化。河道表层水体pCO2也具有明显的时空差异,全年各样点的pCO2值介于67~438Pa之间,其中秋、冬、春、夏各季节的pCO2平均值分别为163Pa、142Pa、246Pa和189Pa,年平均值约为186Pa。  2)利用碳的稳定同位素示踪技术,借助于δ13CDIC时空变异规律探讨了西江河口段DIC的源、汇过程及其作用机制。河道有机质的氧化分解作用是δ13CDIC时空变异的主要控制因素,控制西江河口段河道有机质氧化分解条件的主要过程有以下三个方面:(1)西江流域碳的产汇流速度快、河道DIC与POC含量较高,大量的有机质快速汇入下游河段,下游河段有机质的氧化分解使得河口段pCO2常年处于过饱和状态,向大气排放大量的C02,成为河道DIC源汇的主要方面。(2)西江流域地处湿热的亚热带季风气候区,流域水文特征及其水体理化参数的季节变化控制着河道有机质的氧化分解条件及其强度,导致δ13CDIC具有明显的季节变化。(3)河口的河—海作用进退规律也是控制西江河口段碳行为的重要因素。受河流与海洋作用的相互影响,河口段河-海作用的季节性空间变化导致河道有机质分解条件的时空变化,进而使得δ13CDIC各个季节沿河道的空间变化规律具有显著差异。  3)为期一个水文年的表层水体pCO2的时空变化的分析,表明表层水体pCO2的时空变化直接反映了河道DIC源汇过程的时空规律。具体表现为:(1)秋季,磨刀门至马口河段表层水体pCO2随航测距离呈现复杂的日周期性的逐渐减小趋势。其河流水体向海洋输送的过程中,河-海作用对河流水体理化参数的影响导致pCO2随航距递减;同时,与日照时间相关的河道水体内部碳的生物化学作用是pCO2日周期变化的原因之一。(2)冬季,西江流域处于枯水期,河口段水体pCO2受咸潮影响显著。磨刀门水道表层水体pCO2值比秋季略低,咸淡水混合作用控制了水体理化参数的变化,使得pCO2随航距呈复杂的渐减趋势。pCO2来源不仅与河道系统内碳的生物地球化学行为有关,而且受潮汐冲刷河床沉积有机质的影响,使得pCO2在盐度3~6(即航距38~24km的河道内)时发生突变。(3)春季,pCO2平均为246Pa,高于夏、秋、冬季,且自河口磨刀门到马口呈现逐渐增大的趋势。流域初汛导致河道有机质大增、浊度较大,而有机质的强烈分解导致水体pCO2大大增高,春季就成为全年pCO2最大、河道碳排放最强的季节。河-海作用使得靠近海洋的磨刀门水道碳的生物地球化学过程变得更加复杂,使得春季河道水体DIC的源汇性质由上游的13C稀释为主向海洋方向转变为13C富集为主。上游马口段河道有机质大量分解释放大量的轻碳,河道持有很高的pCO2,向下游的海洋端随着CO2排放损耗和氧化还原电位的升高,有pCO2逐渐变小、δ13CDIC逐渐增大的趋势。(4)夏季,pCO2空间变化强烈、随航程没有明显的递增或递减趋势。pCO2变化除了受河道内部水体理化参数控制以外,还明显地受到了河道径流水动力条件的控制,河道水流速度和水流状态对河道水体pCO2影响显著。(5)西江河口段的河道pCO2和DIC及其相关参数的时空变化反映了亚热带季风气候条件下西江流域碳的入海特征。流域水热条件的季节性变化导致河道径流季节性变化,进而导致河口河-海作用界面的季节性进退,使得河道pCO2呈现时空变化。  4)综合考虑了水和风的动力扩散作用,分河段构建了CO2排放的计算模型。以平均风速3.3米/秒计算,西江河口段全程各季节河道水体中CO2的平均传输速率在10.4~17.3 cm·h-1之间,全年平均为13.8cm·h-1。各河段各季节的二氧化碳排放通量介于101~309 mmole· m-2·d-1之间,全年全程平均181 mmole·m-2·d-1,其中,秋、冬、春、夏的碳排放通量平均值分别为:155、110、261、196mmole·m-2·d-1。
其他文献
土地是人类生存与发展最基本的载体,真实准确地掌握土地利用相关的基础数据,对于合理规划、有效利用及保护土地资源,对于经济、社会全面协调可持续发展均具有积极和建设性的意义
随着全球变化研究的深入,土地利用/土地覆被变化(LUCC)问题已引起国际组织和世界各国的普遍关注。过去几十年,科学家们针对我国西北干旱区气候变化、LUCC及土地利用对碳循环时
当前,国际国内的地理信息技术和产业发展迅速,各国对地理信息产业的发展极为关注,相关研究也越来越多。抽样调查方法是目前国际国内进行地理信息产业研究的主要方法,但在实践中存
江泽民总书记“三个代表”的重要论述发表以来,莱州市人大常委会党组成员掀起了学习贯彻热潮,他们结合“三讲”教育,紧密联系人大工作实际,就如何在人大工作中实践“三个代
随着全球GIS和虚拟地球技术不断发展,特别是Google Earth的发布和应用,球面离散网格模型受到广泛关注,并成为近年来的研究热点。基于地理坐标系的离散网格模型由于计算和索引简
内陆淡水生态系统,尤其是湖泊、河流和水库,由于覆盖面积占地球表面比例较小,在全球碳循环中一直被忽略。但实际上,由陆地进入内陆水域的碳约达进入海洋的碳的两倍,水生系统单位面
土地利用问题是古今中外令人比较关注的重大问题。长期以来,人们为如何更好地利用土地进行了广泛的理论和实践研究。作为指导人类合理利用土地资源的手段,土地利用规划在实践中
伴随全球化进程,超高层建筑、大型集装箱港口、世界性枢纽机场、高速铁路、高速公路等巨型工程的建设日益成为当代区域发展过程中最显著的一种趋势和人文现象,是一个国家、一
“为官一任,两袖清风。”这是历代为官者推崇的信条之一。在改革开放条件下,“清”,更应成为领导干部的必备素质。 首先,领导干部在工作中要清正。领导干部在工作中必须坚持
《湖心亭看雪》全文仅159个字,却融入了作者对故国的深深追思和自己遗世独立的孤傲情怀。教学这篇文章,我们要抓住文中的一个关键字“痴”来解读,理解张岱在对湖山胜事悠悠不尽的追忆中,所表达出的深沉的故国之思和沮丧的沧桑之感。  一、痴行  “崇祯五年十二月,余住西湖。”文章的开头就交代了“看雪”的时间、地点、人物,这两个句子看似平淡无奇,实际上不着痕迹地交代了看雪的背景,引出下文的大雪和湖上看雪。这篇
期刊