黄河调水调沙时期的碳输运特征及花园口站碳系统各分量的年变化

摘要

苏征等(2005年)对黄河干流进行了一次调查，从调查中发现，调水调沙时期黄河pCO<,2>明显高于其他时期，此期间黄河的碳输运明显有别于其他时期，需要进行进一步研究。2002年到2006年，黄河进行了五次调水调沙，尤其是2005年经过前三次的试验，此次调水调沙成为一个生产运作，成为治理黄河的一个要长期坚持下去的有效措施，因而有必要了解黄河调水调沙这项人为活动对黄河碳输运的影响。通过2005年6月至2005年7月对黄河利津站水体碳参数进行的调查以及2005年11月到2006年11月在中游的花园口站做的每周一次的连续观测，结合相关水文、化学和生物等要素的同步观测资料，探讨了黄河河流各种形态碳的时空分布规律，估算了河流碳的平流输运量和水-气界面通量。主要研究内容如下： 1．2005年6月至2005年7月对黄河利津站水体碳参数进行的调查，得出结论：调水调沙期间黄河水体表现出低pCO<,2>、高DIC、高DO的特征，与之相反，洪水时期黄河水体表现出高pCO<,2>、低DIC和低DO的特征。调水调沙期间利津站黄河水体pCO<,2>与DIC呈良好的正相关，表明水体pCO<,2>主要受碳酸盐体系的控制，同时高的泥沙含量，对碳酸盐体系有很强的缓冲作用，产生了高的pCO<,2>；“05.7”洪水期间利津站黄河水体超额CO<,2>与AOU呈良好的正相关，其比值超额CO<,2>/AOU为0.72，刚好落于生物耗氧呼吸作用产生的CO<,2>和消耗的O<,2>之间比值的范围(0.62～0.90)内，洪水时期，生物的耗氧呼吸作用控制水体pCO<,2>的主要因素，由于降雨对地表的冲刷向河水带来了大量的陆源易降解有机物体，有利于生物耗氧呼吸作用，从而产生了更高的pCO<,2>。 2．调水调沙期间黄河入海碳日通量(10.58×10<'3>tC)高于洪水期间黄河入海碳日通量(0.76x10<'4>tC)，这表明调水调沙这种人工过程对黄河碳输运有很大的影响。 3．2005年11月到2006年11月对黄河花园口站水体碳参数进行每周一次的观测，得出结论：除去调水调沙的6月份，黄河花园口站水体DIC冬季和初春比较高，其它季节变化不大；水体DOC季节变化不大，其原因是人为活动对黄河影响越来越大。除调水调沙外，水体PIC的含量夏季最高，春季次之，秋冬两季最小；水体POC的含量春夏两季高于秋冬。 4．年内黄河花园口站水体DIC含量处在26.75～47.9mg/L之间，平均值35.91mg/L：DOC含量处在2.28～4.00mg/L之间，平均值3.13mg/L，水体对流量的响应比较复杂，其原因是DOC受人为活动的影响比较大。除6月份外，年内水体PIC处在1.40～6.80mg/L之间，TSS中PIC﹪为0.78﹪～3.21﹪，平均值1.53﹪，水体PIC含量的周变化与TSS含量的周变化呈良好的一致性；除6月份外，年内POC处在0.952～9.048mg/L之间，TSS中POC﹪为0.151﹪～2.485﹪，平均值0.765﹪，水体POC与TSS呈正相关，POC以外源为主。2005年11月26日到2006年11月7日黄河花园口站水体DIC、DOC、PIC、POC的年通量分别为10.7×10<'5>tC、0.98×10<'5>tC、1.89×10<'5>tC、1.01×10<'5>tC。 5．调水调沙并未引起DIC、DOC浓度的显著变化，其原因是水体冲刷作用和稀释作用的响应对等，但调水调沙带来大量的细颗粒泥沙导致花园口水体TSS的增大，进而使PIC(11.04mg/L)和POC(5.06mg/L)的含量也远高于年内其它各日。

目录

文摘

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前言

第一章文献综述

1.1陆地生态系统碳循环

1.2河流碳输运的研究现状

1.3河流水—气界面碳通量

第二章研究区域概况及实验方法

2.1研究区域概况

2.2黄河调水调沙

2.3利津入海水量及输沙量变化

2.4黄河水质

2.5实验方法

第三章黄河调水调沙和雨致洪水期间碳输运规律的差异

3.1调水调沙和“05.7”洪水期间pCO2的分布和控制机制

3.2调水调沙和“05.7”洪水期间无机碳的分布特征

3.3调水调沙和“05.7”洪水期间有机碳的分布特征

3.4调水调沙和“05.7”洪水期间水体水—气界面CO2通量

3.5黄河调水调沙和“05.7”洪水期间水体碳通量

3.6本章小结

第四章黄河花园口站水体碳参数各分量的年变化

4.1黄河花园口站水体流量、pH、浊度和电导率

4.2黄河花园口站水体无机碳

4.3黄河花园口站水体有机碳

4.4黄河调水调沙对碳参数的影响

4.5黄河花园口水体碳参数各分量的季节变化分析

4.6本章小结

结论

参考文献

致 谢