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相似文献
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1.
青藏高原化学风化和对大气CO2的消耗通量   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了评估青藏高原化学风化对全球气候的影响,笔者等对中国境内源自青藏高原的七条主要河流(金沙江、澜沧江、怒江、黄河、雅砻江、岷江和大渡河)进行了采样和地球化学分析,估算了硅酸盐、碳酸盐风化对河水中主量离子的贡献,以及硅酸盐风化和碳酸盐风化所消耗的大气CO2。研究显示,七条河流流域中硅酸盐风化引起的大气CO2消耗约为0.7×10^5~3.7×10^5mol/(km^2·a)。结合国外学者对于喜马拉雅山南缘三条河流(恒河、布拉马普特拉河和印度河)的研究结果可以得出,发源于喜马拉雅山-青藏高原的主要十条河流流域硅酸盐风化平均共消耗大气CO2328×10^9mol/a,仅占全球大陆硅酸盐岩风化所消耗大气CO28700×10^9mol/a的3.8%,并仅为全球通过河流向海洋输送有机碳(来自陆地上生物的消耗)通量的2.5%。  相似文献   

2.
三峡澎溪河水域CO2与CH4年总通量估算   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李哲  白镭  蒋滔  郭劲松  刘静 《水科学进展》2013,24(4):551-559
以2010年6月~2011年5月三峡澎溪河回水区CO2与CH4通量监测数据为基础,参考澎溪河高阳平湖水域全年4次的24 h昼夜连续跟踪观测结果,对每月各采样点的日通量值进行估算。提出了水下地形划分法和环境因素控制法,将各采样点日通量数据外延至整个回水区水域,并估算了澎溪河回水区水域CO2与CH4年总通量值。研究期间,澎溪河回水区全年各采样点CO2通量均值为(3.05±0.46)mmol/(m2·h);CH4为(0.050 1±0.009 6)mmol/(m2·h)。以水下地形法为基础,该水域全年CO2和CH4总通量分别为40 060.5 t和540.9 t;以环境因素控制法为基础,全年CO2与CH4总通量分别为39 073.0 t和467.2 t。以环境要素控制法为参考,该水域CO2全年平均释放强度为43.26 mmol/(m2·d),在全球水库数据序列中处于中等略偏高水平,CH4全年平均释放强度为1.42 mmol/(m2·d),在全球水库序列中处于中等水平。  相似文献   

3.
云贵高原湖泊CO2的地球化学变化及其大气CO2源汇效应   总被引:3,自引:0,他引:3  
湖泊是大气CO2的源还是汇,长期以来一直都存有争议。云贵高原地区的湖泊由于受流域碳酸盐岩风化作用的影响,使这一问题就显得更特殊,也更复杂。本次研究通过化学平衡计算和气相色谱测定两种方法得到了比较一致的湖水CO2浓度结果。研究发现,在夏季强烈的光合作用消耗了湖水CO2,致使湖水中CO2浓度降低。在贵州草海、百花湖以及云南的泸沽湖、杞麓湖,表层湖水CO2分压(为便于与大气CO2比较,文中湖水CO2用分压单位表示)小于200μatm,远低于大气CO2分压,湖泊正不断地从大气中吸收CO2,从而构成大气CO2的汇。  相似文献   

4.
为掌握不同蓄水阶段温室气体通量强度,揭示水生生态系统在水库蓄水后的重建过程,选择2004年(蓄水后第1年)、2008年(蓄水后第5年)为典型年,结合同期主要环境参量,比较研究了三峡典型支流澎溪河回水区水柱表层CO2分压p(CO2)及其扩散通量FCO2特征。研究发现,2004年澎溪河双江大桥处水柱表层p(CO2)、FCO2年均值分别为(101.9±7.5)Pa、(13.99±1.58)mmol/(m2·d),2008年相应为(129.1±16.4)Pa、(19.92±3.55)mmol/(m2·d)。水位上升淹没土地带来更多有机质降解,可能引起了p(CO2)和FCO2的总体升高;蓄水过程水域生态系统逐渐完善,浮游植物生长对p(CO2)和FCO2的影响逐渐显现。  相似文献   

5.
成智慧  郭正府  张茂亮  张丽红 《岩石学报》2014,30(12):3657-3670
许多研究结果表明,休眠期火山主要通过喷气孔、温泉以及土壤微渗漏三种方式向大气圈释放温室气体。腾冲是我国重要的新生代火山区之一,同时也是主要的水热活动区,但是关于温室气体释放通量的研究却鲜有报道。本文首次估算了该地区土壤微渗漏和温泉水的CO2释放通量,并根据气体成分的分析结果探讨了这些温室气体的来源。2012~2013年连续两年使用密闭气室法现场测量了土壤微渗漏CO2通量,结果表明,马站、热海-黄瓜箐和五合-蒲川-团田三个地区通量较高,其中,热海-黄瓜箐地区平均通量最高,马站次之,五合-蒲川-团田地区最低。较高的土壤微渗漏CO2释放地区同前人推断的岩浆囊的分布在空间上具有较好的一致性;三个地区气体的3He/4He比值较高,三端元模拟结果表明,它们均有较高含量的幔源He释放;根据气体CO2/3He与δ13CCO,CO2模拟计算,CO2主要来源于碳酸盐矿物的脱碳作用和岩浆脱气。由此推断2的释放同深部的岩浆囊具有重要的成因联系,它为碳酸盐矿物的脱碳作用提供了主要的热源,同时也是重要的物质来源。根据土壤微渗漏CO2平均通量及火山、地热异常区的分布面积估算出三个地区土壤微渗漏CO2的释放通量分别为1.8×106t/a(马站),3.2×106t/a(热海-黄瓜箐)和2.0×106t/a(五合-蒲川-团田)。腾冲新生代火山区每年通过土壤微渗漏向大气圈释放CO2的量至少可达7.0×106t,为意大利Etna火山区释放CO2通量(1.4×107t/a)的二分之一。通过水岩相互作用计算温泉水中CO2气体的释放通量为4.9×104t/a。腾冲温泉气泡及温泉水向大气圈释放CO2气体的总通量为5.3×104t/a,远高于意大利Vulcano火山区温泉释放的CO2总通量(3.7×103t/a)。  相似文献   

6.
古大气CO2浓度重建方法技术研究现状   总被引:1,自引:0,他引:1  
温室气候引起的全球气候变暖越来越引起人们的关注,大气中不断上升的CO2浓度被认为是导致气候变暖的主要因素.地史时期大气CO2浓度变化与温室气候可能存在类似的关系,可提供参考,因而古大气CO2浓度重建是首要任务.总结近年来古大气CO2浓度重建的进展,重点介绍GEOCARB模型模拟、植物叶片气孔参数和同位素指针的方法和技术.GEOCARB模型是反映全球古大气CO2浓度长期变化的碳相关模型;气孔参数方法是使用气孔比例来估计古大气CO2浓度;同位素指针包括成壤碳酸盐、浮游植物有机质生物标记物、钙质浮游有孔虫、古苔藓植物等,其中成壤碳酸盐碳同位素方法使用最为广泛.国内只是在叶片参数研究方面有一些进展,古大气CO2浓度重建工作任重而道远.  相似文献   

7.
长江流域面积巨大,岩性多变,加之三峡大坝等重大水利工程的影响,干流河水的水化学成因存在较大争议。此外,以往研究中流域矿物风化过程的碳汇通量估算一般基于阳离子来源分析,但该算法通常涉及多种矿物端元的参数选取,结果具有不确定性。本次研究对长江干流水化学的时空演变进行了整体分析,并基于上游河水样品$\rm{HCO}_3^{-}$含量的校正与计算,提出了一种计算矿物风化过程碳汇通量的新方法。研究结果表明,蒸发盐溶解、循环盐作用、矿物风化及硫酸盐溶解是控制长江干流河水离子组成的主要水文地球化学作用,而人类活动主要影响了离海距离3 000 km以内河水$\rm{NO}_3^{-}$含量;长江上游干流硅酸盐风化消耗CO2速率为1.16×105 mol/(km2·a),碳酸盐风化消耗CO2速率为4.75×105 mol/(km2·a)。本研究有助于加深对长江干流主要水文地球化学作用的认识,丰富和完善碳循环研究理论。  相似文献   

8.

大气圈温室气体CO2浓度的增加是人为排放和自然过程排放共同作用的结果, 其中活动断裂带、火山地热区等地质源温室气体释放是导致大气温室气体浓度增加的重要自然因素。活动断裂带是地球脱气的重要通道之一, 释放规模巨大的CO2温室气体, 尤其是在地震时气体释放会有明显的增强。2021年5月22日玛多MW7.4地震在地表产生了约160km长的破裂带。利用静态暗箱法在破裂带开展了系统的CO2通量测量, 获得了震后破裂带CO2脱气特征。结果表明: 1)玛多MW7.4地震地表破裂带平均CO2释放通量为22.25g/(m2 ·d), 最高CO2释放通量为103.18g/(m2 ·d)。CO2通量剖面具有对称的特点, 在剖面中心点主破裂处通量值最高, 远离主破裂面, 通量值逐渐递减; 2)沿地震地表破裂带走向CO2释放通量和同震水平位移具有较好的对应关系, 同震水平位移大的破裂位置, 具有较高的CO2释放通量; 3)玛多MW7.4地震地表破裂带震后年CO2释放量为0.76 Mt, 释放规模相当于中国大陆新生代典型火山-地热区的3.5%。活动断裂带尤其是地震后产生的地表破裂带, 其CO2释放量对大气圈温室气体的贡献不可忽视, 需要引起重视和深入研究。

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9.
地表剥蚀速率是衡量地貌演变的一个重要因子.本研究利用原地生成宇宙成因核素10Be对青藏高原东南部地区地表岩石剥蚀速率进行了首次测定.结果显示,自末次间冰期以来,青藏高原东南部地区的地表岩石剥蚀速率不超过60 mm/ka,平均剥蚀速率值约为27.1±10.2 mm/ka,这一结果与其他高海拔地区基岩剥蚀速率值一致.高原东南部地区地表岩石剥蚀率同时受构造活动和气候尤其降水量等因素的制约.与高原内部干旱、半干旱地区相比,青藏高原东南部地区的剥蚀速率偏大,但均在同一个数量级范围内.高原东南部地区较高原内部干旱区剥蚀速率大的原因主要是由于降水量的差异所致.  相似文献   

10.
近期研究表明,不仅火山喷发期会向当时的大气圈输送大量的温室气体,火山间歇期同样会释放大量的温室气体。在火山活动间歇期,火山区主要以喷气孔、温(热)泉以及土壤微渗漏等形式向大气圈释放温室气体。腾冲是我国重要的新生代火山区,同时也是重要的水热活动区,那里出露大量的温泉,然而目前未见腾冲火山区温泉气体排放通量的研究报道。本文利用数字皂膜通量仪测量了腾冲新生代火山区温泉中CO2的排放通量。研究结果表明,腾冲新生代火山区温泉向当今大气圈输送的CO2通量达3.58×103 t·a-1,相当于意大利锡耶纳Bassoleto地热区温泉中CO2的排放规模。腾冲火山区温泉的CO2释放通量主要受深部岩浆囊、断裂分布、地下水循环、围岩成分等多方面因素的影响。本文根据温泉中CO2的排放特征,将腾冲温泉分为南北两区,南区温泉CO2通量远高于北区的温泉,热海地热区的通量为腾冲CO2通量的最大值。在北温泉区,CO2通量主要受控于断裂的分布;而在南温泉区,除受到断裂控制外,热海地热区底部的岩浆囊及其与围岩的相互作用成为CO2气体的重要物质来源,同时高温的岩浆囊为温泉及CO2的形成提供了重要热源。  相似文献   

11.
青藏高原东部长江流域盆地陆地化学风化研究   总被引:4,自引:0,他引:4  
长江河水主要离子由流域盆地碳酸盐岩的风化所控制,沱沱河和楚玛尔河受蒸发盐岩影响较为明显;河水溶质载荷Si,Si/TZ *,Si/(Na* K)等指标表明,长江流域盆地地表硅酸盐岩风化还是浅表层次的;金沙江地表化学剥蚀速率为1.74×103mol/yr.km2,雅砻江为1.69×103mol/yr.km2,大渡河为1.57×103mol/yr.km2,岷江为1.88×103mol/yr.km2,长江河源区楚玛尔河为2.32×103mol/yr.km2,沱沱河为1.37×103mol/yr.km2,流域地表化学剥蚀速率可与世界上其它造山带的河流进行对比。  相似文献   

12.
青藏高原东部金沙江流域盆地陆地风化特征   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
青藏高原东部金沙江流域是研究高原隆升与陆地风化的理想地区。本文通过对金沙江河流系统的取样,从河流溶质载荷主要离子和悬浮载荷粘土矿物等方面揭示青藏高原东部金沙江流域盆地陆地风化特征。研究表明,金沙江流域盆地陆地岩石风化主要是碳酸盐岩、蒸发盐岩和硅酸盐岩。利用S i、S i/TZ+*、S i/Na*+K和S i/K以及(Na*+K)/TZ+等5个指标结合流域区域岩石分布和土壤特征揭示出流域硅酸盐岩为浅表性初级风化,风化产物主要是富含阳离子的次生粘土矿物。  相似文献   

13.
鄱阳湖流域岩石化学风化特征及CO2消耗量估算   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
岩石风化过程中所产生的碳汇是全球碳循环的重要组成部分,该领域受到研究全球变化科学家们的普遍关注。文中通过对鄱阳湖流域河水系统的样品采集和化学成分分析,研究了河水化学成分来源及流域岩石风化所产生的碳汇效应。以大气降水、蒸发岩、硅酸岩和碳酸盐岩为4个端员,计算出它们对河水中溶解质的贡献率分别为10.4%、21.9%、30....  相似文献   

14.

成壤碳酸盐气压计(paleosol carbonate CO2 barometer)是定量恢复古大气CO2浓度的重要方法, 但是目前重建结果仍然存在较大的不确定性, 主要原因是土壤呼吸产生CO2(简称S (z))的数值分布范围较大。S (z)在古土壤中不能直接测量, 它受古降水影响具有明显的空间分异特征。中国黄土高原广泛分布的成壤碳酸钙结核是土壤呼吸作用和淋溶再沉淀的产物, 具有恢复长时间序列古大气CO2浓度的潜力, 但是目前各指标方法恢复的S (z)存在差异。本研究利用黄土高原7个末次间冰期(对应古土壤S1层)剖面的成壤碳酸钙结核恢复黄土高原S (z)值的空间变化规律, 并对比不同指标方法恢复的S (z)。结果显示: 黄土高原S (z)呈现出南部高于北部的特征, 南部剖面S (z)的平均值为848±170ppm, 北部剖面S (z)的平均值为539±87ppm。这个趋势与暖季平均降水量的空间变化趋势一致。本研究确定黄土高原S (z)的空间变化范围, 为利用黄土碳酸盐重建古大气CO2浓度提供可靠的参数限制。

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15.
The draw down of CO2 from the atmosphere during mineral weathering plays a major role in the global budget of this greenhouse gas. Silicate minerals remove twice the CO2 of carbonate minerals per mole of calcium in runoff during weathering. Bedrock weathering chemistry was investigated in the White River watershed of northeastern USA to investigate whether there are seasonal differences in carbonate and silicate weathering chemistry. Geographic Information Systems analyses of bedrock geology were combined with major element concentrations in river waters to gain an understanding of the consistency of mineral weathering during three seasons. The percent of carbonate mineralogy comprising the bedrock in tributaries of the White River varied from less than 5% to 45% by area. A mass balance calculation using major element concentrations in waters was applied to estimate the seasonal relationships between bedrock geology and bicarbonate flux. In all tributaries and the main stem of the White River the highest calculated percent of bicarbonate from carbonate mineral weathering was measured in the late fall. The results suggest that carbonate and silicate bedrock weathering processes are seasonally controlled. Thus single season sampling could not accurately represent an entire year's geochemical budget. In the White River, water samples obtained solely during the summer would consistently underestimate the total yearly source of bicarbonate from carbonate bedrock weathering. The same sample set would also provide data that would lead to an underestimation of the yearly atmospheric CO2 draw down by bedrock weathering in the watershed. For example at four of the seven locations studied there was an almost two-fold difference between summer and spring calculated atmospheric CO2 consumption rates.  相似文献   

16.
硫酸参与的长江流域岩石化学风化速率与大气CO2消耗   总被引:4,自引:0,他引:4  
流域的岩石化学风化过程是全球碳循环中的重要环节。以往的流域水化学碳汇通量估算大多是基于碳酸的风化作用。而实际上,硫酸和碳酸一样,也参与了流域碳元素的地球化学循环,从而对全球碳循环过程产生影响。长江流域水体近几年出现酸化现象,大部分河段SO42-和Ca2+含量增高,其对应的岩石风化过程和大气CO2消耗速率也发生变化。文章对长江干流及主要支流2013年不同季节的离子组成进行监测,利用水化学平衡法和Galy估算模型,对长江流域岩石化学风化速率和CO2消耗通量进行了估算,对硫酸参与下的长江流域岩石风化和碳循环过程进行了分析。结果表明,长江流域水体离子主要来源于硅酸盐岩风化和碳酸盐岩风化。其中碳酸盐岩风化对河水离子贡献率为92%。在硅酸盐岩广泛分布的赣江流域,碳酸盐岩风化离子贡献也达85%。分析表明,硫酸参与了长江流域的岩石风化过程,对水体中离子产生一定影响。硫酸的参与加快了碳酸盐岩的化学风化速率,平均提高约30%,但是使流域大气CO2消耗速率降低。在不考虑蒸发岩溶蚀作用下,平均从516×103 mol/km2·a降至356×103 mol/km2·a,降低约31%。在各支流中,硫酸对乌江流域碳酸盐岩的风化和碳循环的影响最大,而对雅砻江的影响最小,这与乌江流域的含煤地层、矿床硫化物及大气酸沉降有关。  相似文献   

17.
A detailed geochemical study on river waters of the Australian Victorian Alps was carried out to determine: (i) the relative significance of silicate, carbonate, evaporite and sulfide weathering in controlling the major ion composition and; (ii) the factors regulating seasonal and spatial variations of CO2 consumption via silicate weathering in the catchments. Major ion chemistry implies that solutes are largely derived from evaporation of precipitation and chemical weathering of carbonate and silicate lithologies. The input of solutes from rock weathering was determined by calculating the contribution of halite dissolution and atmospheric inputs using local rain and snow samples. Despite the lack of carbonate outcrops in the study area and waters being undersaturated with respect to calcite, the dissolution of vein calcite accounts for up to 67% of the total dissolved cations, generating up to 90% of dissolved Ca and 97% of Mg. Dissolved sulfate has δ34S values of 16 to 20‰CDT, indicating that it is derived predominantly from atmospheric deposition and minor gypsum weathering and not from bacterial reduction of FeS2. This militates against sulphuric acid weathering in Victorian rivers. Ratios of Si vs. the atmospheric corrected Na and K concentrations range from ~ 1.1 to ~ 4.3, suggesting incongruent weathering from plagioclase to smectite, kaolinite and gibbsite.Estimated long-term average CO2 fluxes from silicate weathering range from ~ 0.012 × 106 to 0.039 × 106 mol/km2/yr with the highest values in rivers draining the basement outcrops rather than sedimentary rocks. This is about one order of magnitude below the global average which is due to low relief, and the arid climate in that region. Time series measurements show that exposure to lithology, high physical erosion and long water–rock contact times dominate CO2 consumption fluxes via silicate weathering, while variations in water temperature are not overriding parameters controlling chemical weathering. Because the atmospheric corrected concentrations of Na, K and Mg act non-conservative in Victorian rivers the parameterizations of weathering processes, and net CO2 consumption rates in particular, based on major ion abundances, should be treated with skepticism.  相似文献   

18.
Soils of the Chinese Loess Plateau(CLP)contain substantial amounts of soil inorganic carbon(SIC),as well as recent and ancient soil organic carbon(SOC).With the advent of the Anthropocene,human perturbation,including excavation,has increased soil CO2 emission from the huge loess carbon pool.This study aims to determine the potential of loess CO2 emission induced by excavation.Soil CO2 were continuously monitored for seven years on a newly-excavated profile in the central CLP and the stable C isotope compositions of soil CO2 and SOC were used to identify their sources.The results showed that the soil CO2 concentrations ranged from 830μL·L-1 to 11190μL·L-1 with an annually reducing trend after excavation,indicating that the human excavation can induce CO2 production in loess profile.Theδ13 C of CO2 ranged from–21.27‰to–19.22‰(mean:–20.11‰),with positive deviation from top to bottom.The range of δ13CSOC was–24.0‰to–21.1‰with an average of–23.1‰.Theδ13 C-CO2 in this study has a positive relationship with the reversed CO2 concentration,and it is calculated that 80.22%of the soil CO2 in this profile is from the microbial decomposition of SOC and 19.78%from the degasification during carbonate precipitation.We conclude that the human excavation can significantly enhance the decomposition of the ancient OC in loess during the first two years after perturbation,producing and releasing soil CO2 to atmosphere.  相似文献   

19.
Chemical erosion in glacial environments is normally a consequence of chemical weathering reactions dominated by sulphide oxidation linked to carbonate dissolution and the carbonation of carbonates and silicates. Solute fluxes from small valley glaciers are usually a linear function of discharge. Representative glacial solute concentrations can be derived from the linear association of solute flux with discharge. These representative glacial concentrations of the major ions are 25% of those in global river water. A 3-D thermomechanically coupled model of the growth and decay of the Northern Hemisphere ice sheets was used to simulate glacial runoff at 100-year time steps during the last glacial cycle (130 ka to the present). The glacially derived fluxes of major cations, anions and Si over the glaciation were estimated from the product of the glacial runoff and the representative glacial concentration. A second estimate was obtained from the product of the glacial runoff and a realistic upper limit for glacial solute concentrations derived from theoretical considerations. The fluxes over the last glacial cycle are usually less than a few percent of current riverine solute fluxes to the oceans. The glacial fluxes were used to provide input to an oceanic carbon cycling model that also calculates changes in atmospheric CO2. The potential change in atmospheric CO2 concentrations over the last glacial cycle that arise from perturbations in glacial solute fluxes are insignificant, being <1 ppm.  相似文献   

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