论文摘要
伴随着全球气候变暖和极端气候事件频发,与温室效应密切相关的碳循环和碳汇效应成为当前科学界研究的重点。开放型岩溶洞穴作为喀斯特地区分布广泛的地貌,与外界环境间存在着响应关系,洞穴系统的垂向碳迁移机制及可能存在的碳汇潜力研究较少涉及。碳迁移伴随着水循环塑造了洞穴环境,指示外界生态环境变化。此研究从2017年11月至2018年11月,以毛村地下河流域内桂林凉风洞开放系统为研究对象,进行大气环境、洞穴环境野外实时监测;测定“大气-土壤-洞穴”垂向碳迁移主要过程中的CO2浓度和δ13C值,开展野外试片溶蚀试验,估算碳汇潜力。得到以下结论:（1）洞穴主要环境参数随着本监测年3-10月份漫长的雨季,呈现出季相变化特征,异常的气候现象会导致特征的延长与缩短。洞穴内部温度在春夏两季缓慢上升,秋冬两季则快速下降。洞穴内部的气压和湿度受洞穴温度和上覆CO2的调控作用。洞穴结构不同,洞穴环境参数亦不同,实质是各监测点空气对流和上覆顶板相对作用程度的不同。洞穴滴水类型为Ca2+-HCO3-型水,洞穴滴水的水文地球化学指标与外界水热组合强度具有一致变化规律,外界环境参数配合洞穴上覆顶板在三维空间尺度上的各向异质性,导致了各观测点垂向生物地球化学过程的差异性。（2）在“大气-土壤-洞穴”垂向碳迁移过程中,岩溶表生带土壤呼吸强度决定了洞穴系统的碳迁移量。温度升高增强土壤呼吸,而土壤呼吸与湿度的响应关系尚不明确。相关性分析表明,洞穴上覆土壤30cm处CO2浓度与大气温度的R值为0.92,60cm处该值为0.88,内部较封闭点CO2浓度与大气温度的R值为0.77。（3）洞穴上覆顶板的碳酸盐岩土下溶蚀实验表明,土下溶蚀可以削弱土壤碳源作用。土壤30cm和60cm处碳酸盐岩溶蚀速率分别为:0.23 mol/（m2·a）和0.45 mol/（m2·a）。在本监测年3至10月份LF-4、LF-5和LF-9滴水点HCO3-中C量为:10887.54mg、7529.28mg和8620.73mg,分别是该时段内脱气释放的CO2中C量的3.99、26.23和17.21倍,同期洞穴内部试片平均溶蚀速率是0.039 mol/（m2·a）,因为凉风洞系统内部宽广的空间和密布的碳酸盐岩,洞穴碳汇具有较大潜力。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 丁梦凯
导师: 胡晓农,曹建华
关键词: 全球变暖,开放洞穴系统,洞穴参数,环境替代指标,垂向碳迁移
来源: 中国地质大学(北京)
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 自然地理学和测绘学,气象学
单位: 中国地质大学(北京)
基金: 国家自然科学基金重点项目(41530316):漓江流域岩溶碳循环及水循环耦合机制及模型研究,国家自然科学基金项目青年基金(41501222):桂林盘龙洞洞穴滴水和沉积物对极端降水事件的记录研究
分类号: P931.5;P467
DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000792
总页数: 76
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