珠江水体悬浮物碳稳定同位素组成与流域土壤侵蚀研究

以珠江流域水体悬浮物为研究对象,对其碳稳定同位素组成(δ13C)及颗粒有机碳(POC)的含量进行了测定和研究。结果表明:河流悬浮物同位素组成与珠江流域植被分布格局、土壤有机质密切相关;珠江悬浮物碳同位素组成主要受C3植被影响,其中,西江悬浮物碳同位素组成表现出较强的C4植被特征。东江水体悬浮物碳同位素组成在洪水季节表现出较强的C4植被特征,其它季节则表现出C3植被特征;北江水体悬浮物碳同位素组成无明显的C4植被特征。东江悬浮物样品POCδ13C值呈逐年上升趋势,与近年来流域内植被破坏和土壤侵蚀加剧相对应,并显示其侵蚀程度超过西江流域。     

岩溶区地表水体惰性有机碳研究

岩溶作用所产生的岩溶碳汇对全球碳循环有着重要的影响。岩溶水生生物通过CO₂富集机制（CCM）固定岩溶水中的HCO₃^-,将其转化为有机碳。惰性有机碳（RDOC）为水生生物和微生物不能利用和降解的溶解性有机碳。RDOC长时间滞留水体,形成稳定碳汇。多次培养实验发现可以用原位微生物法对岩溶区地表水中的RDOC进行检测。以桂林漓江为对象,研究由外源水补给并流经岩溶峰林平原区的岩溶地表水中的RDOC及其相关因子,结果显示：1）漓江水中Ca²⁺,HCO₃^-浓度从上游到下游逐渐升高,表明外源水进入岩溶区,发生了岩溶作用。漓江水的C/N为6.29~10.50,表明水中有机碳的来源为外源水和水生生物作用。受岩溶作用和水生生物光合作用双重影响,δ¹³C-DIC值从上游到下游逐渐偏正,水生生物优先利用无机碳中的¹²C使得δ¹³C-POC从上游到下游逐渐偏负。C/N与δ¹³C-DIC、δ¹³C-POC的变化以及相关性体现了岩溶地表水体中无机环境和有机环境相关联;2）岩溶区地表水中检测出RDOC且浓度远大于非岩溶区,RDOC浓度的时空变化与水生生物利用岩溶作用所产生的HCO₃^-有关。漓江地表水中DOC、BDOC、RDOC浓度与HCO₃^-浓度变化趋势一致,从上游到下游逐渐升高,下游L6（岩溶区）RDOC浓度为上游L1（非岩溶区）的3倍,在季节上表现出秋季>冬季>夏季>春季,RDOC的含量平均占水体中DOC含量的78%左右,体现了岩溶作用强度和水生生物活动对岩溶地表水中RDOC的影响;3）结合流量数据计算RDOC通量：桂林水文站RDOC的通量为0.75×10⁷ kg/a,阳朔水文站的RDOC通量为1.3×10⁷ kg/a,是桂林水文站断面的1.7倍。

     

珠江水系桂平、高要和清远站河水化学组成的季节变化及对化学风化研究的意义

文章报道了珠江水系桂平、高要和清远3个站河水主要离子及部分微量元素近一年持续观测数据。结果显示,河水中的Cl-主要通过夏季风降雨从海洋输送而来,Cl-/Na比值呈现季风雨季较高的特点,K含量则与Rb含量显著相关,指示河水中K主要是由硅酸盐化学风化贡献,而 Rb/K 比值与水温呈现负相关的关系,暗示植物分解对河水中K的贡献不大。3个站点中河水的主要离子及微量元素均主要来自碳酸盐的化学风化的贡献,相对而言桂平站碳酸盐化学风化的贡献最大,高要站次之,而清远站则来自硅酸盐化学风化的贡献较大。流域的化学风化存在明显的季节性变化,硅酸盐的化学风化主要呈现夏秋季节较强,冬季相对较弱的特点,而碳酸盐的化学风化也呈现显著的季节波动,但3个站的变化样式并不一致,可能存在更复杂的控制因素。     

长江干流颗粒有机碳及其同位素组成的季节性输送特征

2007年夏季和冬季对长江干流悬浮物进行了季节性采样,系统分析了悬浮物颗粒有机碳含量及稳定碳同位素的组成,研究了其空间分布以及季节变化特征。结果显示,长江干流夏季颗粒有机碳含量在0．4％～1．3％,冬季含量在0．7%-2．2％。冬季和夏季颗粒有机碳平均δ^13C值分别为-24．74‰和～24．83‰,季节性差异不大,在...     

不同气候区湖泊有机碳同位素对区域环境变化的响应

同位素地球化学在湖泊沉积记录的气候环境研究方面的应用日益广泛.由于分馏造成的同位素差异大小除与本身的植物生理特征有关外,还受周围环境变化的影响.     

乌裕尔河流域颗粒有机碳的来源：碳同位素证据

以2008、2009年所采集的乌裕尔河9个点位水体中的悬浮物为研究对象,对丰、枯水期颗粒有机碳（POC）含量、碳同位素组成（^13C、^14C）及表观年龄进行了系统测试与分析,以期探讨河流中颗粒有机碳来源与流域土壤侵蚀的关系。研究结果表明,该河流中颗粒有机碳（POC）主要来源于未受玉米残体及根系输入影响的深层土壤,且土...     

巢湖沉积物有机碳分布变化特征

利用2003年7月用活塞取样器在湖泊靠近河口附近和湖泊内沉积最深区域内布点采集了柱样,对样品进行了有机碳和总氮含量等的测定,并对碳的分布变化特征及其影响因素进行了探讨。结果表明：AC4柱样样品有机碳含量变化整体上呈现出一个波动频繁且幅度较大的特点,AC3柱样整体上为缓慢渐变态势。AC4有机碳与细颗粒、总氮含量的相关性高于AC3柱样。两柱样的C／N比值垂向变化表明沉积物中的内、外源有机质在湖泊有机质中各占有一定比例,同时也反映了它们物质来源上有差异。可见由于位置差异导致的水动力条件、物源变化和降解作用等不同因素对其含量变化及C／N比值具有不同的影响。     

三峡水库建设对长江下游颗粒有机碳通量及碳同位素组成的影响

2008年4月至2009年4月,在南通长江干流每周采集一次表层悬浮物样品,共51个,分析了其粒度、颗粒有机碳(POC)、颗粒氮(PN)含量以及有机碳同位素(δ13Corg)组成,研究了下游干流颗粒有机碳组成的季节性变化特征.悬浮物的平均粒径在一年内变化不明显,而POC和PN含量呈现洪季缓慢减小,枯季增加的趋势;δ13C...     

黑龙江省乌裕尔河流域有机碳迁移与沉积通量

我国目前水土流失严重,确定土壤侵蚀究竟属于碳汇还是碳源,对认识我国土壤有机碳含量具有重要意义。以黑龙江省乌裕尔河流域为研究区域,采集松嫩平原南部河水和悬浮物样品以及沉积物样品各10套,垂向剖面14条,扎龙湿地沉积柱2个,生物样品405件,根系土305件,对采集的原水进行过滤和测试。根据样品的主量元素、微量元素分析及210Pb1、37Cs、粘土矿物、磁化率、反射光谱、粒度的测试结果,开展黑龙江乌裕尔河流域土壤有机碳侵蚀通量、流域内有机质迁移方式及扎龙湿地沉积速率等研究,认为:本区影响土壤有机碳稳定性的主要因素包括温度、降雨量和土壤质地;乌裕尔河流域每年主要以溶解形式在水体中长距离迁移的方式向扎龙湿地输入有机碳,其总量估计为2.91×106kg;扎龙湿地每年沉积的有机碳总量估算为2.71×106kg,近几年的平均沉积速率约为0.34 g/(cm2.a)。根据本区的有机碳循环数据分析,乌裕尔河流域的侵蚀土壤最终进入扎龙湿地进行沉积,属于碳汇的范畴。研究结果对于查明土壤侵蚀对土壤有机碳汇/源影响提供了依据。     

河北平原土壤有机碳含量的变化

应用1979年第二次土壤普查数据和2004年多目标地球化学调查结果及其它资料,利用网格单元分别计算了1979年和2004年河北平原0～0.2m和0～1.8m的不同土壤类型的有机碳储量.结果表明河北平原土壤有机碳含量在25年间持续增长,2004年浅层和深层土壤平均有机碳储量比1979年有了分别增加了24.25％和31.3...     

珠江三角洲经济区土壤碳储量及有机碳时空变化规律研究

土壤碳库是陆地碳库生态系统的主体,在全球碳平衡中具有重要的作用。通过开展珠江三角洲经济区多目标区域地球化学调查,获得了土壤全碳及有机碳数据,采用"单位土壤碳量"方法计算土壤碳储量,显示珠江三角洲经济区土壤有机碳总体分布:表层(0～0.2 m)土壤有机碳为9.71×107 t,碳密度为2271.34 t/km2;中层(0～1.0 m)土壤有机碳为3.71×108 t,碳密度为8666.05 t/km2;深层(0～1.8m)土壤有机碳为5.87×108 t,碳密度为13722.73 t/km2。对比其他地区,珠江三角洲土壤碳密度处于较低水平。分析了土壤、土地利用、地貌类型与成土母质对区域土壤碳库的影响程度,不同土壤单元有机碳储量分布特征。与第二次土壤普查比较,20年期间珠江三角洲表层土壤有机碳总体减少0.22×108 t,损失幅度达19.20%,仅惠州等地区有所增加。不同生态系统土壤有机碳减少程度不同。     

西江下游溶解无机碳含量的时空变异特征及其输出通量

选取西江下游干支流6个样点进行一个完整水文年度的观测分析,利用基本水文水化学参数来揭示河水溶解无机碳(DIC)含量的时空变异特征,并估算流域DIC输出通量.结果表明,西江下游干支流DIC含量受控于流域地质环境和水热条件,变化于0.74～2.40 mmol/L之间,存在明显的时空变异.干支流DIC含量季节变化模式基本一致,呈现汛期(不包括受洪水影响极强的时段)较高、非汛期较低而洪水期最低的变化特征,流域水热条件的季节变化是其根本原因;河水DIC含量的空间变异基本与流域碳酸盐岩空间分布格局一致,干流DIC含量明显高于支流,且向下游呈减小趋势.西江流域DIC输出通量约4.57×1012g/a,汛期和6月洪水贡献分别达84%和40%.全流域DIC侵蚀通量约12.95 g/(m2·a),在世界各流域中居中上水平.     

珠江三角洲陈村钻孔剖面沉积特征及有机碳同位素古环境意义

陈村剖面位于佛山市陈村镇。AMS14C及OSL测年结果显示,剖面自晚更新世中晚期以来开始沉积,结束于全新世晚期,由老至新经历了河流相—河口湾相—三角洲相沉积环境。根据有机碳同位素曲线变化特征,结合孢粉、有孔虫等鉴定结果及沉积环境综合分析,将剖面划分为4个演化阶段:1晚更新世,34.15~24.5ka BP,属河流相沉积环境,δ13Corg平均值为-28.13‰,对应MIS 3期冷—稍湿气候,期间小幅波动;2晚更新世—全新世早期,24.5~9ka BP,属河流相沉积环境,δ13Corg平均值为-29.8‰,对应MIS 2期干冷气候及全新世早期温—干气候,YD事件得以记录;3全新世早—中期,9~6.7ka BP,属于河口湾—三角洲相沉积环境,δ13Corg平均值为-27.97‰,变化幅度小,对应暖—湿气候;4全新世中—晚期,6.7~0.44ka BP,属于三角洲相沉积环境,δ13Corg平均值为-26.94‰,变化幅度大,冷暖变化显著,气候特征为热湿—偏凉—暖干。     

中国主要河流的颗粒有机碳来源及通量

河流系统是连接陆地和海洋的纽带,在全球碳循环中起着重要的作用。河流中的颗粒有机碳（POC）主要由来源于土壤和植被的生物有机碳和来源于岩石的化石有机碳组成,POC的侵蚀、搬运、氧化和埋藏对不同时间尺度的碳循环有着重要的意义。本研究统计了我国31条主要河流（包括台湾12条）的POC含量、碳同位素和悬浮物通量等数据,获得生物POC和化石POC的年通量,探讨了我国河流POC来源和通量的控制因素。结果表明,这些河流的POC的来源和通量表现出明显的差异：黄河和长江侵蚀大量的年老生物POC,而台湾河流主要为化石POC;我国河流POC来源与通量主要受控于物理侵蚀、气候、地质地貌和人类活动等因素的影响。这些河流的流域面积占我国国土面积的47%,近10年其生物POC和化石POC的总年通量分别为4.25±0.78Mt C/a和2.04±0.22Mt C/a,各占世界河流通量的2.7^+1.3/_-0.9%和4.7^+6.6/_-2.8%,表现出对全球海洋有机碳的一定贡献。过去几十年,我国河流输沙量显著减少,改变了河流有机碳氧化和水库埋藏过程及通量,其过程和通量的进一步监测和研究对理解有机碳侵蚀、输运、氧化和埋藏及其在全球碳循环中的作用至关重要。

     

珠江三角洲晚第四纪环境演化的沉积响应

珠江三角洲是一个复杂的网状河三角洲沉积体系,目前对其第四纪环境演化的历史仍存在多种认识。为进一步查清珠江三角洲地区第四纪环境演化的过程,对位于珠江口西岸的QZK6孔,在沉积结构、构造等研究的基础上,利用AMS14C和光释光(OSL)测年、有机碳同位素、粒度等对第四纪地层的形成年代和沉积特征进行了详细分析。结果显示,该孔39.40~27.38m发育晚更新世风化层、河流等陆相沉积体系,27.38~2.00m发育全新世三角洲沉积体系。其中全新世三角洲沉积又可分为27.38~5.30m由三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲组成的退积式三角洲沉积体系,以及5.30~2.00m的河口湾-三角洲前缘进积式三角洲沉积体系。该孔第四纪沉积特征揭示的环境变化,是对末次冰期低海面、早中全新世海面升高及晚全新世下降的响应。     

珠江三角洲网河区低水位时空变化规律

珠江三角洲近30年的大规模无序采挖沙改变了网河区水多沙少、河势稳定的演变趋势,促使河床由缓慢淤积转变为大幅下切,低水位出现明显下降。这种人为作用已涵盖并远超同期河流自然演变的程度,对取水供水、生态保护、航运保障等产生了较大影响。在总结河口三角洲地区水位变化研究的基础上,以珠江三角洲网河区为例,按低水位变化划分为常年潮流段、季节性潮流段和常年径流段。其中,常年潮流段基本不受采砂影响;季节性潮流段依据径流、潮流比例,越靠近枯水潮流界,低水位变化越大;常年径流段还存在溯源冲刷引起的低水位下降。结合水沙变异过程,试图探讨水动力对河床急剧演变的响应机制,以期为通航低水位设计提供依据。     

香溪河流域土壤有机碳储量影响因素的空间相关性分析

采用第二次土壤普查资料估算了香溪河流域不同类型土壤的有机碳密度和碳库,并通过野外土样采集和室内测试获取土壤有机碳含量数据,选取信息熵模型定量研究香溪河流域不同土壤类型、地形地貌类型、成土母质类型、植被覆盖度、土壤厚度、坡度和土地利用方式与土壤有机碳密度之间的关系。研究结果表明,香溪河流域土壤有机碳总储量为75.18Tg,香溪河流域SOC密度主要集中在6.00~16.00kg/m2范围内,SOC密度呈现流域北部高、干流高,其他区域SOC密度高低相间的分布特征,这种分布特征与主要土壤类型和地形地貌类型的地理分布关系密切。香溪河流域各种土壤类型对各级有机碳密度的信息熵值差异明显,土壤类型对有机碳密度的影响作用与香溪河流域土壤有机碳密度与碳库计算结果一致,高山区,林地、农田和灌丛利于高密度有机碳的存储;植被覆盖度越高,越利于有机碳的存储;土壤厚度与有机碳密度的相关性高,而坡度与有机碳密度的相关性不明显;信息熵法实现了对各影响因子定量计算分析,结果较合理和可靠。      

珠江流域水资源量及用水量近期变化分析

根据珠江流域近几年水资源公报提供的数据，对流域水资源量和用水量变化特点进行了分析研究，得出了初步的分析成果，为流域水资源的合理开发利用和优化配置提供参考依据。20世纪90年代珠江流域水旱灾害频繁，先后发生了1994年6月和1998年6月流域大洪水，1998年和2000年部分地区出现春旱和秋旱。同时，90年代又是流域经济发展较快的时期，尤其珠江三角洲沿海地区经济快速增长，用水量出现明显的增长，近几年用水量趋于相对稳定。