赣江上游河流水化学影响因素及DIC来源

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1、万方数据第62卷第7期2007年7月地理学报ACTAGEOGRAPHICASⅡ、『ICAV01．62，No．7July，2007赣江上游河流水化学的影响因素及DIC来源李甜甜，季宏兵，江用彬，王丽新(首都师范大学资源环境与旅游学院资源环境与GIS北京市重点实验室．北京100037)摘要：对赣江上游38处水体采样点的水化学特征和溶解无机碳稳定同位素的分析，发现其总溶解质浓度较低，其中，阳离子以Na+、Ca寸为主，阴离子以Cl。和HCO，为主，Si的浓度较高。表征了典型硅酸盐地区河流的水化学组成特征。通过海盐校正分析褥出．研究区大气降水对

2、河水溶解质的贡献率为11．5％。扣除降水的贡献部分．利用主成分分析的方法。计算得出赣南流域受硅酸盐岩风化作用强烈．同时由于受附近盐矿的影响．蒸发盐岩的风化作用显著。另外，根据813C溶解无机碳DIC的测量值约为．8．35‰～13．74‰，平均为．11．65‰。利用质量平衡计算得出．研究区DIC的主要来源。约68．5％来自于土壤CO：。31．5％来自于碳酸盐矿物的溶解，进而得出流域岩石化学风化过程消耗的土壤C02为2．11×105moVyr·km2。来自碳酸盐本身的HCO，含量为9．6×104mol／yr·km2。由于地理位置和流域环境

3、以及人为因素的差异。各支流DIC来源的比例亦有所差异。关键词：赣江上游；水化学；溶解无机碳；8，℃通过河流水化学和地球化学特征的研究，可以获得对应流域盆地的化学风化、气候、上地壳的平均化学和同位素组成以及化学元素在大陆一河流一海洋系统中的外生循环过程[1】。自20世纪60年代初期乐嘉祥和王德春对我国500条河流的水化学研究以来，有关河流水化学特征和原因的研究得到迅速发展【2】，如张立成【3，41、陈静生15-71、高全洲【8，9】等对我国的长江、黄河、湘江、珠江以及东部河流的水化学特征、水质状况和流域特征进行了较为详尽地分析。但对赣江

4、上游系统水化学定量化的分析稍显不足。河流中溶解无机碳(dissolvedinorganiccarbon；DIC)含量和813C嗽的变化反映了碳的地球化学行为和生物地球化学循环特征【lo】，其来源主要有四种：土壤有机质的分解、植物呼吸、碳酸盐矿物的溶解以及CO：通过水一气界面的交换(即大气C02)tnl41。对于河水，可以利用同位素8，，C来鉴别碳的来源【-o，埘。例如通过8-3C同位素的研究已经确定了亚马逊河、多瑙河以及莱茵河下游的C起源[嘲。然而，尽管碳酸盐矿物和土壤CO：的同位素信息各有不同。但是受河水运移过程中多种因素的影响，目

5、前详细解释河水中DIC同位素的变化仍十分困难，例如河流的呼吸作用以及同大气CO：的平衡等都会对8t℃同位素变化起到作用【13】。与较大流域已有较广泛的研究不同。较小流域的碳同位素研究尤显不足．但是小流域基底单一、植被种群较少和溶质通量可测【u】的特点。利于细致地研究8·℃同位素平衡。本研究通过对赣江上游的各支流水化学特征和主成分进行分析。从大气降水、岩石矿物溶解、人为活动等方面研究控制流域水化学的因素并进行定量计算。同时利用碳同位素组成特征，具体分析无机碳的主要来源及其分布、变化规律，为当地以及更大范围的碳循环研究提供相关的科学依据。

6、收稿日期：2007．02．01；修订日期：2007．04．19基金项目：国家自然科学基金项目(40473051)【Foundation：NationalNaturalScienceFoundationofChina,No．40473051】作者简介：李甜甜(1982-)，女，山东泰安人，硕士生，研究方向：环境生物地球化学。E-maihtiantian7330891@sohu．tom通讯作者：季宏兵(1966一)，男，教授，博士生导师。E—mail：hbji@mail．cnu．edu．cn764．775页万方数据7期李甜甜等：赣江上游河

7、流水化学的影响因素及DIC来源7651研究区概况研究区主要为赣江上游(赣州市八境台以上)．集水面积约3．5万km2。包括桃江、章水、上犹江、湘水、绵水、濂江、贡水、梅江、琴江和平江及赣江中游南段主河道。赣南地区介于东经113054’~116038’、北纬24。29’～27。09’之间．处于中亚热带南缘。年均气温18．5～19℃，年均降水量1439．8—1515．6illtn．多集中在3至6月。属典型的亚热带季风湿润气候。年均相对湿度76％～79％．全年日照1863．1～1909．9小时。赣南地区属滨太平洋构造域中生代构造带的南东部．其

8、次级构造单元为“南岭纬向构造带”东段与武夷山北东一北北东构造带南段的复合部位．它经历的每一地史发展阶段都有花岗岩形成。其处于赣、湘、粤、桂的加里东变质岩带。为地温动力变质区，地热流值低，该带花岗岩较多．环绕侵入体发育角岩