不同土地利用对洱海入湖河流溶解无机碳（DIC）浓度及其碳同位素组成(δ13CDIC)的影响

摘要

不同土地利用对河流中的溶解无机碳（DIC）浓度及其碳同位素组成(δ13CDIC)的影响有很大差别，但其机制仍有待进一步揭示。本文以洱海入湖河流为研究对象，分别于2020年10月（雨季）和2021年1月（旱季）采集了洱海主要入湖河流的水样，测定了入湖河流的基本物理参数、主要阴阳离子及δ13CDIC组成，对其中岩性相似的流域进行了土地利用方式对河流DIC浓度及其δ13CDIC组成的影响分析。结果表明，洱海入湖河流的pH呈弱碱性，主要阳离子为Ca2+和Mg2+,主要阴离子为HCO-3。入湖河流的DIC浓度在0.35～4.6 mmol/L之间，由于稀释作用雨季的DIC浓度小于旱季。河流δ13CDIC在-12.59‰～-2.99‰之间，北部流域、南部流域的河流以及洱海中部的白鹤溪、黑龙溪、中和溪和莫残溪的δ13CDIC值要比其它河流偏负。在流域内岩性相似情况下，洱海入湖河流中的DIC浓度随着流域内的建设用地面积占比的升高而增加，随着植被（林地+草地）覆盖面积占比的升高反而减小。流域内林地和草地面积占比越大δ13CDIC越偏正，耕地和建设用地面积占比越大入湖河流中的δ13CDIC越偏负。其中的原因是受到耕地施肥和污染物排放等人为活动的影响，耕地中的土壤CO2升高及河流中生物活动增强，导致洱海入湖河流的DIC浓度升高及其δ13CDIC偏负，从而掩盖了林地和草地对河流中的DIC浓度及其δ13CDIC的影响规律。在土地利用的影响方面，洱海入湖河流中的DIC浓度受到河流建设用地的影响最大，耕地的影响相对于建设用地来说要弱；δ13CDIC也受到建设用地和耕地的控制，林地和草地对河流中的DIC浓度及其δ13CDIC的影响较小。