西南典型岩溶泉域岩溶地质作用的碳汇效应研究——以重庆金佛山水房泉流域为例

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1、西南大学硕士学位论文西南典型岩溶泉域岩溶地质作用的碳汇效应研究--以重庆金佛山水房泉流域为例姓名：胡毅军申请学位级别：硕士专业：第四纪地质学指导教师：蒋勇军201205摘耍西南典型岩溶泉域岩溶地质作用的碳汇效应研究一以重庆金佛山水房泉流域为例第四纪地质学专业硕士研究生胡毅军指导教师蒋勇军副教授摘要岩溶地质作用进行过程中依靠岩溶地下水中溶解无机碳(DIC)的形式消耗大气当中的C02，并通过水生植物光合作用的形式转化为有机体，这一过程是比较迅速的，是伴随着岩溶地下水在表层带的运移和水化学的变化而进行的：地下水流域的岩溶作用要受到表层岩溶带水文地质地质背景、气象气候

2、和人类活的的影响，具体表现为岩溶地下水水化学及其碳汇效应对表层岩溶带环境变化响应的敏感性。而流域岩溶作用进行的快慢，可以用流域C02通量的形式进行表示。水房泉是典型的亚高山表层岩溶泉流域类型，所处的地理环境较为原始。人类活动以旅游活动为主，泉水水化学变化在年尺度、季节尺度和降雨条件下的变化和对环境的响应较为明显，并受到人类旅游活动和水生藻类的影响。这一特定的研究区域对于研究岩溶地质作用碳汇效应对环境响应的敏感性来说较为典型，并且由于流域面积较小和人类影响相对较少，有利于野外试验的进行。本文采用对水房泉水体的取样、实时监测、溶蚀试片试验、土壤C02含量测定和流域

3、碳稳定同位素样品的采集，从不同时间尺度和影响因素入手，揭示了流域水化学变化及其岩溶碳汇敏感性特征。主要研究区间从2010年5月至2011年6月。现场测定包括水温(T)、电导(Ec)、pH值、溶解氧(DO)和Ca2+、Hc03‘等：野外进行溶蚀试片实验和每月测定土壤c02含量，实验室内分析水体阴阳离子浓度、碳稳定同位素值和流域土壤理化性质。每月搜集整理的自动监测数据包括CDTP300测定的水温(T)、电导(Ec)、pH值、水位和气象站记录的气温和降雨量。对水房泉水化学的动态监测还做到了降雨过程的响应、以及出口水池藻类影响下的昼夜变化。针对流域三种不同的土地利用类

4、型(林地、草地、灌丛)，对三种地类的试片溶蚀量和土壤C02含量以及土壤理化性质都进行了研究。通过以上研究，主要得出以下结论：水房泉属于典型的喀斯特表层岩溶泉，水化学季节变化，各离子均表现出秋、冬季较高，夏季最低的趋势，泉水Ca2+、HC03‘和土壤C02最大值间两南人学硕七学何论文存在时间上的滞后。降雨条件下水房泉水化学参数响应较为迅速，降雨过程中C02效应较为明显，引起水体Pc02和ca2+、Hc03。离子的升高，增加了水中无机碳汇。利用泉口水化学和流量以及水房泉泉口2010年6月一2011年5月的自动监测数据，计算了该水文年泉口排泄流量和泉口C02吸收量分

5、别为：55778．61m3和2945．1lkg。利用标准试片法计算得到水房泉流域溶蚀速率为146．4mg．m’2．d．1，因岩溶作用所消耗的C02为29．64妇，年C02通量为22．8忱／l∞2，年碳通量为6．21tC止派m2。试片溶蚀量表现为林地>草地>灌丛，夏季溶蚀量>秋季溶蚀量>春季溶蚀量>冬季溶蚀量：试片溶蚀量与土壤理化指标和土壤C02含量有一定的相关性，土壤C02变化，不同土地利用类型和土壤不同深度有所差异，从土地利用类型角度来看：林地>灌丛>草地：从季节角度看：夏季>秋季>春季>冬季：土泉水613CDIc变化范围．9．7‰～14．65‰受到流域土壤

6、C02含量、土壤微生物活性的影响而具有夏季偏负冬季较为偏正的变化。流域土壤有机613C和主要植被有机613C(．27．31‰～24．77‰)均符合C3植被．土壤系统值标准；土壤越深，土壤有机613C值越正，土壤有机质含量越少。关键词：水房泉流域碳汇效应敏感性二氧化碳通量土壤C0：碳同位素ⅡAbstractTheStudyonKarstincationCarbonSinkEffectioninBpicalKarstSpringWaterBasioninSouthwestofChinaBaSlonlnSOUtnWeSt0tCnlna——-ACaseofShuifa

7、ngSpringInJinf0MountainInChongqing，ChinaMajor：QuarternaryGeologyMasterCandidate：HuYijunSuperVisor：Prof．JiangY．0n舀unAbStraCtC02intheannospherew硒absorbed丛tIlef0咖ofdissolvedino曙锄icc砷∞(DIC)inthekarst印undwaterthrou曲ingkarste髓ct肌dw舔胁sf0册edt0theo唧ismofaguaticpl觚t，misprocessw勰觚t觚dgoing伽with

8、mewatertrans衙锄dwate