流域源区弱酸性径流溶解无机碳含量测量方法探讨——以广东肇庆鼎湖山林区为例

摘要

流域源区水-土界面联系密切,源区径流对碳的输送构成全球碳循环的重要环节.但现有研究对源区径流的水化学特征和碳的生物地球化学循环认识不足.本研究以广东肇庆鼎湖山森林源区为研究区域,分析了干季土壤水、地下水和地表水的化学组成;用顶空平衡法测量了地下水和地表水中游离CO2的含量,并与自动酸化法和滴定法测量的游离CO2含量对比,结合近年来文献中有关源区低阶河流游离CO2含量的测量数据,探讨了各种测量方法在源区溪流溶解无机碳(DIC)或游离CO2含量分析中的适用性.结果 表明,研究区域受土壤自然酸化和酸沉降影响,径流水体总体为弱酸性(pH均值5.37± 1.23),Ca2+和NO3-为水体主要的阳离子和阴离子.自然保护区地下水游离CO2含量(13.18±.6.89 mg C/L)较高,向下游其含量先降低后略为升高.东、西沟上游河段水体游离CO2主要来源于地下水的注入,下游受河流水体有机质的分解和水生生物的呼吸作用影响较大.自动酸化法和滴定法低估了弱酸性、低碱度源区溪流水体DIC含量;顶空平衡法、水气分离法可直接测量水中游离CO2含量且精度较高;酸化顶空法是近年来直接测量源区溪流DIC含量最常用的方法.顶空平衡法、水气分离法和酸化顶空法都能够有效避免CO2逃逸对测量结果的影响.