岩溶地下河补给的地表溪流溶解无机碳及其稳定同位素组成的时空变化

摘要

岩溶水体中溶解无机碳(DIC)主要以HCO3-形式存在,其同位素(δ13CDIC)被广泛用于示踪DIC的不同来源及其影响因素.为了解亚热带典型岩溶溪流溶解无机碳及其稳定同位素的分布规律,本文以广西柳州官村地下河补给的地表溪流为研究对象,对其水化学特征和δ13CDIC进行分析.结果表明,溪流上游和下游的DIC与δ13CDIC都表现出明显的时空变化特征,地下河出口(G1点)HCO3-旱季浓度变化范围为(4.73±0.14)mmol·L-1,而雨季为(4.23±0.68)mmol·L-1.溪流下游(G2点)HCO3-旱季浓度变化范围为(4.56±0.23)mmol·L-1,而雨季为(4.20±0.59)mmol·L-1.溪流上游的旱季δ13CDIC变化范围为-12.22‰±0.49‰,雨季的变化范围为-12.28‰±0.82‰;溪流下游的旱季变化范围为-10.73±0.71‰,雨季的变化范围为-11.10‰±0.90‰.两个点水体DIC含量旱季均高于雨季,且G1点要高于下游G2点.两个点水体δ13CDIC值旱季较雨季偏重,且G2点水体δ13CDIC值显著高于G1点δ13CDIC值.地下河水和溪流DIC主要来源于土壤CO2和碳酸盐岩溶蚀,但是溪流上游与下游DIC和δ13CDIC值差异表明水体的CO2脱气作用,水生植物的光合作用显著影响了水体DIC和δ13CDIC值.