亚热带岩溶山区夏季土壤CO2浓度的分布状况与变化规律——以重庆金佛山自然保护区为例

亚热带岩溶山区夏季土壤CO2浓度的分布状况与变化规律——以重庆金佛山自然保护区为例

曾艳[1]2003年在《亚热带岩溶山区夏季土壤CO_2浓度的分布状况与变化规律》文中指出CO_2“未知汇”的研究是全球碳循环及全球气候变化研究的主要内容之一。碳循环的研究表明,CO_2的未知汇可能存在于陆地生物圈,而土壤是“未知汇”的一个候选者。土壤CO_2主要来源于植被根的呼吸、微生物活动及大气CO_2扩散输入。土壤CO_2浓度为大气的几十倍,它的吸收与释放影响着大气CO_2浓度。因此,土壤CO_2浓度变化特征的研究对揭示大气CO_2浓度变化规律是相当重要的。岩溶地区大气CO_2浓度较非岩溶区低,土壤CO_2浓度较非岩溶地区高,因此,岩溶区土壤CO_2的源与汇问题成为碳循环和温室效应研究的重点。尽管人们对土壤CO_2的日动态及季节变化进行过一些研究,但对占全球陆地总面积15%的岩溶地区土壤CO_2的变化特征研究则较少。 本次实验以典型的亚热带岩溶分布区—金佛山自然保护区为例,选择了岩溶洼地内的高山草甸和靠洼地边缘地带的方竹林、裸地以及石林内的乔木林4个样地,对土壤CO_2浓度空间分布规律以及昼夜动态和日动态变化状况进行了观测,获得了如下新的认识: (1)土壤中CO_2浓度分布的观测结果表明,土壤中具有土壤-大气、土壤-碳酸盐岩两个方向的CO_2浓度梯度。在土壤—大气界面上,土壤表层可为大气提供游离CO_2;而土壤深部CO_2浓度的变化则显示下覆碳酸盐岩对CO_2有吸收作用。 (2)在不同植被系统中,土壤CO_2昼夜动态变化进程不同。观测资料表明:裸地对外界环境的变化相当敏感,而有植被覆盖的竹林和草甸对土壤CO_2浓度动态变化有平抑作用。 (3)土壤CO_2浓度和土壤释放量昼夜动态变化均受温度控制。土壤CO_2浓度 中 义 摘 要变化与温度相关分析结果表明,土壤表层CO。浓度的变化与温度相关性显着。随着土壤深度增加,这种相关程度降低。此外,土壤CO。释放量的昼夜变化与温度变化具有相同特征。温度是决定土壤CO。释放量昼夜变化规律的主要因素,它的升高和降低分别造成了土壤CO。释放量的增加和减少。 (4)土壤剖面中 CO。浓度动态对降雨的响应表现为一个完整的有规律的动力迁移过程:降雨前上低下高单向梯度一降雨过程中及降雨后一段时间内上高下高中低的双向梯度一恢复上低下高的单向梯度。强度不大的降雨可能会促进土壤CO。浓度增加;而当降雨强度增大时,则会抑制CO。释放,使土壤中不同深度的CO;浓度趋于一致。另外,对近地面大气CO。浓度的观测则表明降雨对大气CO。有 “沉淀”作用。 (5)近地表大气 CO。浓度与土壤 CO。浓度变化的观测结果揭示了土壤对大气CO。具有吸收效应。同时,土壤CO。释放量与近地表大气CO。浓度的相关性分析结果显示出土壤CO。的释放是大气CO。的一个重要的源。 (6)上壤水化学分析的结果显示,石林地区的土壤水中有较高的m。-,揭示了下覆碳酸盐岩对上壤CO。有吸收作用。 (7)通过 4种样地 CO。动态变化的分析可知,植被在岩溶地区具有提高水上保持、减弱水土流夫的能力。因而,植被对环境脆弱的岩溶地区而言是十分重要的,它一方面可以保持仅存的贫瘠的上壤层,提供植被必须的养分和水分;另一方面,又可以提高上壤溶液的溶蚀能力,加强岩溶区的成土作用。 总之,金佛山上壤CO。浓度分布及其动态变化规律清楚显示了在岩溶活动活跃季节,土壤CO。的吸收现象。这种吸收可能代表了岩溶土壤系统对大气CO。的最终的汇效应。

王冬银[2]2008年在《典型岩溶山区土地利用方式对岩溶作用的影响》文中指出前人在研究中肯定了岩溶区内CO_2浓度的时空变化对溶蚀速率的驱动作用,然而不同的土地利用方式产生的土壤理化性质差异和变化对岩溶作用的方向和强度也具有较大的影响。在2006.4-2007.4时间内通过野外溶蚀标准试片法,测试得出重庆金佛山岩溶区山脚碧潭泉和山顶水房泉附近的5种典型土地利用方式下的6个测试点的雨季和旱季的溶蚀量。测试结果表明同一海拔不同土地利用方式下的测试点,不同海拔相同利用方式下的测试点及6个测试点之间的溶蚀速率都存在较大的时空差异,具体结论如下:(1)气候因子尤其是雨量对溶蚀速率有明显控制作用,溶蚀速率主要取决于水剩余量(即降水和蒸发之差),气温通过影响降雨可以促进或抑制岩溶过程。测试时间内金佛山碧潭泉和水房泉附近的6个测试点的溶蚀速率高于其它同纬度测试区的标准溶蚀试片的观测速率,且雨季的溶蚀速率快于旱季;从小区域上来看,水房泉测试点的雨季和旱季试片溶蚀速度快于碧潭泉测试点。(2)岩溶区不同土地利用方式下的溶蚀量大小存在显着差异,标准溶蚀试片溶蚀量和土壤有机质含量、CO_2浓度以及土壤含水量和土壤孔隙度成正相关关系,与土壤pH值成负相关关系。水房泉林地、竹林地和草地3个测试点位于生态保护良好的金佛山山顶原始生态区,其岩溶作用主要受土壤CO_2、土壤有机质含量和土壤pH值的综合影响;而碧潭泉林地、灌草丛和耕地位于金佛山自然保护区和非保护区的交界地带,地表植被状况和土壤理化性质尤其是灌草丛和耕地2个测试点受人类活动影响较大,其土下岩溶作用随土壤剖面而不断的下降。(3)不同的土地利用方式影响了土壤理化性质的尤其是土壤有机质含量,导致金佛山6个测试点的土下岩溶作用的巨大差异性。雨季土壤剖面平均溶蚀量依次排列为:水房泉竹林地(133.41mg)>水房泉林地(88.14mg)>水房泉草地(75.29mg)>碧潭泉林地(20.44mg)>碧潭泉灌草丛(13.68mg)>碧潭泉耕地(5.16mg);6个测试点旱季土壤剖面平均溶蚀量依次排列为:水房泉林地(58.40mg)>水房泉草地(49.63mg)>水房泉竹林地(43.48mg)>碧潭泉林地(14.75mg)>碧潭泉灌草丛(7.15mg)>碧潭泉耕地(6.65mg)。(4)6个测试点土壤剖面(土下0~50cm)的3个溶蚀作用测试层位(-0cm,-20cm,-50cm)由于受不同深度土壤有机质含量、土壤CO_2浓度、土壤水份和土壤pH土壤剖面差异性的影响,每个测试点土壤剖面测试层位的岩溶作用大小也有较大的差异性。(5)岩溶区溶蚀作用的产生是一个综合复杂的过程,空气和土壤中的CO_2、土壤有机质、土壤CaCO_3含量、土壤湿度、地表植被、地区气候(气温,降水)、人类活动等都能影响到溶蚀速度,其中土壤中的生物活动及其产物可能为岩溶作用中最活跃的因素,地表植被覆盖程度高低以及植被的演化有可能对改善岩溶动力系统的叁相条件起着积极或消极的作用,从而促进或延缓了岩溶作用的进行。同时,通过对测试点的土壤剖面基本理化性质分析和地球化学元素分析发现不同土地利用方式下测试点的土壤基本肥力特征存在较大差异性,主要结论如下:(1)金佛山岩溶山区6个测试点的土壤有机质含量除受富钙环境影响外,受地表植被状况和利用方式的影响,土壤有机质含量都较高且随土壤深度而下降,但还表现出完全自然保护区、保护区与非保护区交界地带的差异,6个测试点土壤剖面有机质平均含量由高到低依次排列为:水房泉林地>水房泉竹林地>水房泉草地>碧潭泉林地>碧潭泉灌草丛>碧潭泉耕地。(2)金佛山岩溶山区6个测试点的土壤氮素含量较高,土壤剖面全氮含量属于国家一级水平;土壤中全氮和水解性氮含量具有很强的一致性,即全氮含量高的土壤测试点和土壤测试层面,土壤水解性氮含量也较高;土壤剖面全氮和水解性氮平均含量由高到低排序相同,为:水房泉林地>水房泉竹林地>水房泉草地>碧潭泉林地>碧潭泉灌草丛>碧潭泉耕地。(3)金佛山岩溶山区6个测试点的土壤磷素含量较高,土壤剖面全氮含量属于国家一级水平;土壤中全磷和速效磷含量具相关性并不明显,土壤剖面全磷平均含量由高到低排序为:水房泉林地>水房泉草地>水房泉竹林地>碧潭泉灌草丛>碧潭泉耕地>碧潭泉林地,速效磷排序为:水房泉林地>水房泉竹林地>碧潭泉耕地>水房泉草地>碧潭泉林地>碧潭泉灌草丛。(4)金佛山岩溶山区6个测试点的土壤钾素含量较低,平均仅5.07g·kg~(-1),属于国家五级水平;6个测试点的土壤剖面全钾平均含量由高到低排序为:水房泉竹林地>水房泉草地>碧潭泉耕地>碧潭泉灌草丛>碧潭泉林地>水房泉林地,速效钾排序为:水房泉竹林地>碧潭泉林地>水房泉草地>碧潭泉灌草丛>水房泉林地>碧潭泉耕地。本研究中的金佛山岩溶山区6个测试点主体都位于国家自然保护区内,地表植被丰富,覆盖率较高,从岩溶系统动力学的观点来看,金佛山岩溶植被生长发育有助于岩溶生态系统状态的改善和稳定,而岩溶生态系统的稳定反过来也有利于区域内植被-土壤系统的生长发育。综合总结可以得出土地覆盖变化与岩溶作用相对应的减弱过程:林地→灌木丛→灌草丛→灌丛→耕地→石漠地。

曾成[3]2009年在《湿亚热带岩溶系统水文水化学对不同土地利用的响应研究》文中进行了进一步梳理岩溶地区环境容量低,是一种同沙漠边缘一样的脆弱环境区。中国幅员辽阔,地貌类型多样,其中以碳酸盐岩为主的岩溶地区面积广大,特别是以云贵高原为中心的湿亚热带岩溶连片分布区—西南岩溶区最为重要,不合理的土地利用将会造成岩溶区土地退化,发生石漠化现象等严重问题,这些问题将制约中国西南社会经济发展和人类生存。为此,中国政府有关部门,对西南湿亚热带岩溶区出现的石漠化现象进行监测与治理。然而,在岩溶石漠化监测与治理中由于对岩溶动力系统运行规律,特别是CO2、水、土、温度等与人类生存条件有密切联系的运行规律缺乏足够认识,以致于石漠化监测指标体系与方法不是很完善。岩溶动力系统中的水,不但是岩溶动力系统的枢纽,而且通过它与生物圈、人类活动、大气圈联系,使它们积极参与岩溶作用,为此,研究不同土地利用下湿亚热带岩溶水系统水文水化学的响应有着重要的意义。本文以此为题,选择了贵州省叁个湿亚热带岩溶试验点进行研究,研究点为土地利用程度较高的普定县陈旗、灯盏河岩溶泉系统,以及原始森林覆盖下的荔波县板寨岩溶地下河系统,通过研究得出如下结论:(1)陈旗、灯盏河岩溶泉系统与板寨地下河系统为闭合系统,汇水面积分别为:陈旗1.3187km2,灯盏河2.8247 km2,板寨19.3043km2,补给来源主要为大气降水。其中陈旗、灯盏河岩溶泉系统内的土地利用程度较高,并发生一定程度的土质为主坡地的石漠化现象。板寨岩溶地下河系统内主要为喀斯特原始森林,人类的活动仅局限于洼地、谷地底部较平坦地区的水田耕作,而石质为主坡地未出现石漠化现象。(2)陈旗、灯盏河与板寨岩溶水系统的最枯径流模数都在同一数量级上,表明原始森林覆盖良好但土壤较少的岩溶水系统其枯季径流量并没有显着高于有土壤覆盖并发生一定程度石漠化现象的岩溶水系统,说明裸岩喀斯特森林调节枯水期径流的作用是有限的,同时说明土壤在调节水文过程中的重要性值得特别关注。(3)通过暴雨条件下岩溶水系统水化学过程变化和岩溶地下水流量衰减分析,推得陈旗、灯盏河与板寨岩溶水系统以管道流为主。可以根据岩溶泉水中CO2的变化情况推断陈旗、灯盏河的水田垂直渗透率较低。通过场雨的分析,得出裸岩喀斯特原始森林配合森林滞留泉子系统具有巨大的截留效应,而土地利用程度较高土质岩溶区,当植被被破坏并代之以农业用地以后,其系统蓄水容量将减小。(4)利用小波分析方法,对季节尺度上陈旗、灯盏河与板寨岩溶水系统集中排泄点的水化学日动态强度进行了分析,研究表明不同土地利用条件下岩溶水系统排泄点水化学日动态强度有所不同,表现为有土壤覆盖的但土地利用程度较高的岩溶水系统,其排泄点水化学指标中Pco2日动态强度要高于植被覆盖良好但岩石裸露系统排泄点的强度。说明岩溶水系统中土壤有着关键的作用,这间接说明了应加强石漠化评定标准的研究,区分土质为主石漠化和石质为主石漠化的重要性。(5)结合由水文地质调查、水化学动态变化解释、枯季流量衰减分析得出所研究区是以管道流为主的岩溶水系统后,通过地理信息系统平台,统计出土地利用程度较高的陈旗、灯盏河岩溶泉系统的下垫面参数,将这些参数带入分布式水文模型—SWMM模型中,对模型进行了率定、检验,结果显示其确定性系数基本在0.75以上,模型有效。该模型考虑了土地利用状况,在一定程度上可以反映不同土地利用下岩溶水系统水文水化学响应。最后,利用该模型,以陈旗岩溶泉为例,调整了土地利用参数,模拟了退耕还林后的情景,发现该岩溶水系统的排泄总量有所减少,洪峰有所消减。

李清艳[4]2011年在《岩溶森林区地下水水文地球化学特征及碳汇效应研究》文中指出我国生态环境非常脆弱,森林覆盖率只有18.21%,不到世界平均水平的2/3;全国沙化土地174万平方公里,90%以上的天然草原退化,全国26%的地表水国家重点监控断面劣于水环境V类标准,62%的断面达不到III类标准,而茂兰喀斯特森林是亚热带地区幸存下来的一片面积最大,分布最集中,原生性最强的喀斯特森林,茂兰喀斯特森林水文地质特有的现象——地下水赋存的二元结构,即枯枝落叶垫积层及其土壤层、植根充填的上层岩溶裂隙水和下层岩溶水同时并存,在岩溶透水性极强,地表水强烈渗漏,水文地质条件复杂的岩溶区内,森林的水文效应研究具有重要的意义。同时,岩溶森林环境类型也是对岩溶动力系统结构、功能、运行机制的研究,是探索科学合理地解决岩溶地区资源环境问题,以及研究岩溶作用碳汇效应的重要对比研究的参照。本研究以茂兰自然保护区原始森林区板寨地下河流域为例,研究内容主要包括叁个方面:1、探讨在原始森林区水化学变化情况,在有森林条件和无森林条件下水化学的时空变化规律;2、通过对大气降雨、穿透雨、树干流、土壤水、表层岩溶泉水一个系列来进行研究,探讨水中元素的迁移,特别是碳酸组分的迁移特征;3、用两种不同的方法对原始森林区的碳汇进行对比分析。依据水文地质条件、环境条件将板寨地下河流域划分为叁个不同的岩溶水子系统,分别为地下河岩溶水子系统(I子系统)、板王溪岩溶水子系统(II子系统)和不纯碳酸盐岩溶隙水子系统(III子系统)。2009年8月-2010年12月,对整个流域的岩溶水、土壤和岩石进行了定期取样和分析,在流域输出端进行了在线监测;在不同的植被类型条件下埋放了碳酸盐岩标准溶蚀试片,根据溶蚀速率,估算了研究区岩溶碳汇及其动态;收集了林冠降雨、林中降雨、树干径流、土壤水样品,并对其水化学进行了分析;调查了流域水文地质条件和边界等;研究得到以下结论和认识:1、岩溶水化学类型方面。流域内岩溶水水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Ca型。水化学类型主要受区域碳酸岩成分、水文地质条件的控制,只有板寨泉在部分时段为HCO3·SO4-Ca型;板寨地下河I子系统在原始森林核心区,该区植被覆盖率较高,居民较少,但是土壤覆盖面积较小。水中各离子浓度在时空上变化幅度较小,水中二氧化碳分压与区外相比较大。阳离子动态变化规律与降水的稀释效应有关,而阴离子动态变化则与研究区地表森林植被的生物活性有较强的关联;岩溶水中TOC浓度也呈现出明显的季节性变化特征;研究区稳定同位素水文地球化学特征季节性动态变化较为明显。2、岩溶水循环与水化学动态方面。观测结果显示,同地的非森林降雨区是原始森林区的降雨的60%。通过流域降水-流量过程曲线分析,衰减系数较大,说明该区水循环速率较快、含水层调蓄能力较弱。森林植被对流域水循环的迟延作用并不明显。即使在降雨过后,树冠层能截留大部分水资源,但其主要用于森林自身的生态需水的消耗,或向大气蒸散发而形成小范围内的二次水循环。整体上,氢氧碳稳定同位素随着雨季的持续,均表现出变轻趋势,至9月份开始有所回升;在特殊干旱情况下地下水水化学发生了很大的变化,由于降雨极少,蒸发强烈,树木蒸腾作用增强,地下水水化学原始含量较高,不同降雨状况下,水化学响应强度不一样。3、地表径流的水化学指标变化特征。大气降雨→树干径流雨和穿透雨→土壤水→表层岩溶泉水的运移过程中各个层次水的HCO3-、K+、Na+、Ca2+和Mg2+、TOC的含量都增加,说明土壤层能汇集各类雨水中及枯枝落叶分解产生的各种营养元素,供给岩溶生态系统中植被的生长发育,且森林区溶蚀试片的量大于林区外围,向着有利于岩溶发育的方向进行。4、森林对水土流失具有缓冲作用。板寨地下河出口处样品A13+、全Fe、全Mn、Si含量较低或在检测线以下。在核心区林下降雨量为林冠降雨量的85%,大大降低了大气降水对地表的冲刷能力,说明森林能有效的防止水土流失。5、碳酸盐岩溶蚀试片溶蚀率存在空间上的垂向和时间上的季节性变化。通过比较不同土地利用类型土壤的年溶蚀速率,相同土地利用类型不同深度土壤溶蚀速率不同,相同样地不同的季节土壤溶蚀速率也不同。林地土壤的年溶蚀速率都较大。林地较大的土壤溶蚀速率,可以促进碳酸盐岩溶蚀的成土速率,有利于岩溶区土层积累,同时,林地具有较好的涵养水源的功能,因此,在岩溶区提高森林植被覆盖率对缓解或者防止岩溶缓解退化具有重要意义。6、岩溶碳汇估算方法和结果。利用溶蚀试片的方法和水化学-方法,分别计算了碳酸盐岩溶蚀引起的二氧化碳的汇,两者相差并不大,用溶蚀试片方法计算得出的碳酸盐岩风化产生的二氧化碳的汇为328tC/a,用水化学-流量方法计算得出的为397tC/a。说明本次研究中,用溶蚀试片法计算岩溶碳汇是可靠的,所确定的流域边界基本正确。土下20cm的石灰试片溶蚀率与土下50cm的试片溶蚀量相当。

蒲俊兵[5]2011年在《重庆市地下河发育、分布的控制机制及水文地球化学区域特征研究》文中研究说明我国南方岩溶区3066条地下河水资源是我国重要的战略资源,是区域可持续发展的重要支撑。然而,由于岩溶环境本身的脆弱性,以及人类活动的影响,岩溶地下河正面临水质退化,水源枯竭等多方面的威胁。重庆地区是我国西南岩溶地区的重要组成部分,岩溶分布面积约3.0万km2,主要分布在东北部和东南部。2006年夏和2010年春重庆都遭遇了百年不遇的特大干旱灾害。在抗旱救灾的紧急关头,对岩溶地区丰富的地下水资源作为应急水源的需求显得非常迫切。因此了解重庆地区的地下河发育、分布及水文地球化学特征,对于重庆地区岩溶水资源的开发、利用与保护显得非常重要。岩溶地下河的发育、分布受到区域岩性、构造、地貌等条件的综合控制。国内这方面的研究多关注于我国南方其它岩溶地区,如贵州、云南、广西等地,而关于重庆地区地下河的发育、分布及其控制机制缺少深入研究。地下河的水文地球化学特征受到地质、环境条件的综合影响,具有明显的空间特征。研究地下河水文地球化学特征的区域演化及与地质、环境的耦合关系,对于地下河水资源的开发利用与保护具有重要意义。根据历史资料分析和野外调查得出重庆地区分布有岩溶地下河380条,总长度约2155公里,多年平均流量151.5m3/s,水资源量47.77亿m3/a,岩溶区地下河发育密度为116.64m/km2,多年平均径流模数为6.56L/s.km2。重庆市岩溶地下河长度以中、短型为主,长度小于5km的占50%;流量以中、小流量为主,流量小于200L/s的地下河占总量的58.9%。研究发现重庆地区岩溶地下河发育、分布主要受区域线状构造的控制,地下河主要分布在川东褶皱带,川东南陷褶带和大巴山弧形断褶带等叁个主要的构造带内。在渝东北大巴山弧形断褶带地区由于受到北西向构造的控制,地下河管道主要呈NW-SE展布;而在渝东南川东南陷褶带地区由于受到北东、北北东构造的控制,地下河管道主要呈NE-SW展布。在主城、渝东川东褶皱带地区由于地下河多位于背斜核部的碳酸盐岩中,因此地下河管道主要沿背斜展布方向(主要为北东向)成纵向分布。根据重庆地区地下河的构造控制因素和岩溶水的运动特征,系统地将重庆地区地下河分为汇流型、分流型和平行流型叁种类型。汇流型地下河多分布向斜地区和宽缓背斜地区以及垄脊槽谷地区。分流型地下河多分布于背斜地区和一些向斜台原地区。平行流型地下河多分于可溶岩与非可溶岩相间分布的紧密褶皱地区。通过对70条典型地下河水文地球化学特征的研究,揭示了重庆岩溶地区分布的地下河水化学特征从渝东北、渝东南“两翼”地区向主城地区水质变差,水化学类型变复杂的区域演化规律。渝东南、渝东北地区主要受自然条件控制,水质较好,水化学类型主要是Ca-HCO3型、Ca+Mg-HCO3型;由于人类活动引入大量外来离子,主城周边、渝东地区水化学类型复杂,出现了Ca+Na- HCO3+SO4型,Ca- SO4+HCO3型,Ca+Mg-SO4+HCO3等多种类型。渝东南的万盛—南川—綦江叁角形地区,由于工矿企业林立,人类活动频繁,出现了Ca+Na-SO4型、Ca+Na-SO4+HCO3型、Ca-SO4+HCO3型的复杂的水化学类型,水质较差,形成地下河水化学分布“黑叁角”地区。利用多种同位素结合技术研究重庆岩溶地下河水文地球化学特征的区域演化规律及溶质来源。通过δ18O、δD值分析揭示重庆市地下河水主要起源于大气降水。受雨季降水云团运动规律(环流效应)和区域地形的影响,雨季δ18O、δD值表现出渝东北地区<主城周边<渝东地区<渝东南地区的明显区域分布规律(“<”表示偏负于),旱季由于地下河水在含水层中运动较慢,δ18O、δD值的区域性规律不明显。由于地下河水体具有较快的运动速度,水体水-岩相互作用程度相对于孔隙含水层,裂隙含水层较低,因此岩溶含水层中d-excess值的水文地质学意义并不十分明显。而通过δ180,δD值与高程的关系,建立了二者之间的二元回归模型,揭示了重庆岩溶地下河水旱季δ18O值随高度的变化率为-0.34‰/100m,雨季为-0.31‰/100m;旱季δD值随高度的变化率为-2.3‰/100m,雨季为-2.9‰/100m,可据此反推重庆地区降水的高程效应,这对于区域水循环研究具有重要意义。根据δ13C同位素质量平衡方法,计算得到重庆地下河旱季碳酸盐岩溶蚀对DIC贡献为45.1%~79.7%,雨季平均为17.2%~82.1%。计算结果表明,碳酸盐岩溶解参与岩溶地下水DIC的形成并不一定是岩溶作用方程中所计算的50%,而是有一定的变化范围,因此在计算岩溶作用碳汇时建议通过δ13C值计算碳酸盐岩溶蚀占DIC的比例后再进一步推算岩溶作用形成的碳汇通过87Sr/86Sr同位素分析发现地下河水中的Sr主要来自于碳酸盐岩溶蚀。但一部分地下河显着的受到人类活动Sr输入的影响,它们主要分布在渝东地区的叁迭系地层中。渝东南地区寒武系地层中发育的地下河也受到了一定的人类活动的影响。通过634S-SO42-同位素分析发现地下河中SO42-具有多重来源,也有明显的区域差异。具有蒸发岩硫来源的地下河多发育在叁迭系地层中。具有硫化物氧化硫来源的地下河多发育在二迭系地层中。雨水和人类活动排放废水对地下河硫输入也有贡献。渝东地区和主城周边地区发育的地下河多具有人类活动的硫来源。分布在渝东南和渝东北海拔较高人类活动影响较小的地区的地下河,其SO42-具有大气降水硫来源特征。综上所述,重庆地区地下河的发育、分布的控制机制主要是区域线状构造,地下河水质存在从渝东北、渝东南地区向主城地区变差的区域演化规律,利用多种同位素技术研究了地下河的同位素水文地球化学特征的区域演化规律,探索了地下河的溶质来源,能够为重庆地区岩溶地下河的合理开发利用与保护提供技术支撑。

参考文献:

[1]. 亚热带岩溶山区夏季土壤CO_2浓度的分布状况与变化规律[D]. 曾艳. 西南师范大学. 2003

[2]. 典型岩溶山区土地利用方式对岩溶作用的影响[D]. 王冬银. 西南大学. 2008

[3]. 湿亚热带岩溶系统水文水化学对不同土地利用的响应研究[D]. 曾成. 中国地质科学院. 2009

[4]. 岩溶森林区地下水水文地球化学特征及碳汇效应研究[D]. 李清艳. 西南大学. 2011

[5]. 重庆市地下河发育、分布的控制机制及水文地球化学区域特征研究[D]. 蒲俊兵. 西南大学. 2011

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亚热带岩溶山区夏季土壤CO2浓度的分布状况与变化规律——以重庆金佛山自然保护区为例
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