光照水库溶解无机碳变化及其来源解析

摘要

河流拦截筑坝形成蓄水河流,逐渐向"湖泊型"生态系统演化,加强了生物地球化学循环并进一步影响水体碳循环.为了更准确地进行全球碳循环的预算并预测碳循环变化,必须确定对河流系统产生影响的碳来源.因此,通过测定库区水体c(DIC)(DIC为溶解性无机碳)及其δ13C(稳定碳同位素),分析了DIC的主要来源及其影响因素.结果表明:①水体c(DIC)为1.80～5.02 mmol∕L,而δ13 CDIC(溶解性无机碳的稳定碳同位素)为-7.45‰～-1.26‰.c(DIC)与EC(电导率)、TA(总碱度)均呈正相关,与水温呈负相关.表水层 δ13 CDIC与c(DIC)、TA均呈正相关,与EC在入库河流处呈负相关;而滞水层 δ13 CDIC与EC、pCO2(二氧化碳分压)、TA、c(DIC)均呈正相关.②水平方向上,表水层各指标变化明显,TA、EC、SIc(方解石饱和指数)和c(DIC)整体上呈降低趋势,δ13 CDIC从上游至下游逐渐偏正,受碳酸盐矿物溶解影响显著;垂直方向上,热分层和化学分层现象对水的碳循环产生了显著影响.有机质分解在深水层释放大量CO2致使c(DIC)、pCO2逐渐升高及δ13CDIC逐渐降低,c(DIC)及其δ13C在整个水柱上存在显著的空间异质性.研究显示,光照水库DIC的来源主要有两种,即生物源的土壤CO2和有机物呼吸产生的溶解CO2形式的DIC源、碳酸盐矿物风化所产生的碳酸氢盐形式的DIC源.