桂林会仙岩溶湿地水化学昼夜动态变化及其影响因素.pdf

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1、年膂地质论评GEOLOGICALREVIEWVNo1O．V5．92N0o．163桂林会仙岩溶湿地水化学昼夜动态变化及其影响因素章程¨，汪进良¨，谢运球¨，王松21)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，广西桂林，541004；2)广东省水文地质大队，广州，510510内容提要：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

2、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Ca“、Hc0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、Ca“、Hc0、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、18mL、0．8mmol／L、14．02mg／L、一2．27％v(8”C-PDB)，在沉水植物区则分别上升到6．32。C、1．43、24mg／L、1．5mmo／／L、23．86mL、一5．03％e(813C一PDB)，说明沉水植物区的钙沉

3、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。关键词：岩溶湿地；水化学；昼夜变化；水生植物；桂林会仙自2000年IGCP448“全球岩溶生态系统对比研同时间尺度特点(章程，2011；张强，2012)。究”项目执行为标志(YuanDaoxian，2000)，越来越目前，在岩溶碳循环研究中十分重视岩溶区陆多的研究关注生物在岩溶地球化学过程、岩溶碳循地植被恢复和水体水生植物的固碳作用对岩溶碳汇环中的作用。如土壤微生物、碳酸酐酶、植被的演替潜力的影响(章程等，2006；DeMontetye

4、ta1．，均可提高碳酸盐岩的溶蚀速率(刘再华，2001；2011；张强，2012；ZhangChengeta1．，2012)。传ZhangCheng，2011)，从而促进岩溶作用。近20多统岩溶地球化学研究中多探讨岩溶含水介质、水文年来，在全球碳循环模型中一直存在着不明去向的过程及植被等因素对岩溶水化学影响，而较少研究碳汇(或称遗漏汇(missingsink))，即大气碳收支岩溶地下水转变为地表水后的水化学变化规律(吕不平衡(全球碳源强度大于碳汇强度)，遗漏汇的不保樱等，2006；彭希等，2013)。研究表明部分水生确定性是全球碳

5、循环研究中的核心问题之一。由于植物能直接利用水体HCQ-进行光合作用(高丽碳酸盐岩溶蚀过程消耗大气CO，可能是全球遗漏楠，2013；苏睿丽等，2005)，而高含量HCO~-正是汇的重要组成部分(蒋忠诚等，2012；刘再华，岩溶地下水的显著特征之一。岩溶区地表河流与岩2012；袁道先，2011；Larson，2011)，是现今碳减排溶湖水化学的动态变化及水生植物固碳作用的研潜在途径，可为应对气候变化作贡献。主要的质疑究，不仅有助于加深对岩溶作用生物地球化学过程来自于其溶蚀过程的可逆性和长时间尺度，认为岩特性，即短时间尺度属性的认识，

6、而且有助于岩溶碳溶作用过程中只是CO：的转换而没有发生固碳作汇估算方法的修正。本文利用自动化高精度在线监用(Curl，2012)。但作为一种对环境变化敏感的表测和高密度取样，探讨岩溶湖(地下河水补给)水化层地球化学过程，生物的积极参与，使其成为地质作学的昼夜动态变化及不同水生植物的影响，有助于用慢过程和生物作用快过程的有机结合体，具有不深入认识岩溶湿地水生生态系统和相关环境问题的注：本文为国土资源部公益性行业科研专项经费项目(编号201111022)、国家自然科学基金资助项目(编号41202185)和广西科学技术计划项目(编号桂科

7、能1298018-6)联合资助的成果。收稿日期：2013-064)1；改回日期：20134)9—23；责任编辑：章雨旭。作者简介：章程，男，1965年生。研究员，博士生导师。主要从事岩溶环境、岩溶作用与碳循环、水文地质与土地利用研究。通讯地址：541004，广西桂林市七星路50号中国地质科学院岩溶地质研究所。Email：chzhang@karst．ac．ell。第6期章程等：桂林会仙岩溶湿地水化学昼夜动态变化及其影响一，I／因暑昌素一十硝u一／I。g宣一0u}{一≈差异，2号点ca、HCO／分别为24mg／L和1．5律，后两者白天

8、同：2步∞升高，如夜间同知步下拼降，反映水生mmol／L，而3号点为18mg／L和0．8mmol／L。植物光合作用特点，因为光合作用吸收水体CO，3．2无机碳同位素变化(Hc0)，释放o，导致pH值和溶解氧含量同步上地下河出口(1号监测点)无机碳同