秋季黃河主流碳的輸運(yùn)特征.pdf

1、本論文通過(guò)2006年11月對(duì)黃河各主要站位表層水體碳參數(shù)的調(diào)查，在沉降分級(jí)法的基礎(chǔ)上，結(jié)合激光粒度儀的粒度測(cè)定和多元線(xiàn)性回歸分析的數(shù)據(jù)處理方法分析研究了黃河無(wú)機(jī)碳和有機(jī)碳的分布及輸運(yùn)特征，同時(shí)借助于水文、化學(xué)和生物等要素的同步觀(guān)測(cè)資料，對(duì)黃河表層水pCO2的空間分布及其影響因素也進(jìn)行了研究，并對(duì)黃河洪水期與平水期pCO2控制機(jī)制的異同進(jìn)行了探討。主要結(jié)論如下： 1.黃河水體PIC輸運(yùn)特性的主要控制因素是懸浮物的含量及粒徑，隨著

2、粒徑的增大石英和長(zhǎng)石含量對(duì)數(shù)增大，粘土和方解石含量指數(shù)減??；黃河不同區(qū)段懸浮物性質(zhì)的差別使得樣品相同粒級(jí)間PIC含量存在差別，但總體而言粒徑<321μm的顆粒物承載了75％以上的顆粒無(wú)機(jī)碳，且黃河懸浮物中各粒級(jí)顆粒物所承載的PIC占樣品PIC總量的比例在不同區(qū)段各樣品間比較近似地一致。黃河流域強(qiáng)烈的化學(xué)風(fēng)化作用使PIC溶解產(chǎn)生DIC，使得黃河DIC含量在世界各河流中處于最高值。懸浮物含量是控制黃河DIC/PIC輸運(yùn)比例的主要因素，一般黃

3、河無(wú)機(jī)碳輸運(yùn)以溶解態(tài)為主。黃河清液堿度的變動(dòng)主要取決于水體中[HCO3]、[CO32-]的含量，水體懸浮物的存在使得濁液堿度明顯高于清液堿度，ΔTA所對(duì)應(yīng)的懸浮物中的PIC是懸浮物中較易反應(yīng)的那部分顆粒碳酸鹽，它的含量的高低表征著水體PIC轉(zhuǎn)化為DIC的潛力。 2.黃河水體POC輸運(yùn)特性的主要控制因素是懸浮物的含量及粒徑，POC含量隨著TSS含量的增大而線(xiàn)性增大隨著TSS粒徑的增大而指數(shù)減?。稽S河不同區(qū)段各站位懸浮物性質(zhì)的差別

4、使樣品相同粒級(jí)間POC含量存在明顯的差異，但TSS粒徑是控制黃河POC輸運(yùn)特性的主要因素：懸浮物中80％以上的POC集中在<16μm的TSS中，而粒徑<32μm的TSS承載了95％以上的顆粒有機(jī)碳；浮游植物對(duì)POC的貢獻(xiàn)在庫(kù)區(qū)比重較大，但是在懸浮物含量較高的主流其貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)；黃河POC易降解率較低且隨著POC含量的升高而對(duì)數(shù)下降。黃河懸浮物中有機(jī)物的溶解可能是水體DOC的一個(gè)重要來(lái)源，且DOC繼承了POC難于降解的特性易降解率偏低。

5、TSS含量是控制黃河DOC/POC輸運(yùn)比例的主要因素，當(dāng)TSS>185mg·L-1時(shí)，黃河有機(jī)碳輸運(yùn)以顆粒態(tài)為主，反之以溶解態(tài)為主。 3.秋季黃河平水期表層水體pCO2值在788～1638μatm之間，平均值1088μatm，且空間分布存在較大的不均勻性，中游高于上游和下游。流域強(qiáng)烈的機(jī)械侵蝕和化學(xué)風(fēng)化作用使水體碳酸鹽體系成為黃河水體pCO2的主要控制因素，生物好氧呼吸作用對(duì)pCO2的貢獻(xiàn)較弱但在水體相對(duì)靜止的庫(kù)區(qū)其作用相對(duì)主

6、流有所加強(qiáng)。此外，浮游植物的光合作用對(duì)CO2的消耗作用也有一定表現(xiàn)但是強(qiáng)度不大。洪水期與平水期水體pCO2的控制機(jī)制差異不大，平水期浮游植物的光和作用對(duì)水體CO2的消耗作用要略大于洪水期，生物好氧呼吸作用對(duì)pCO2的貢獻(xiàn)要略低于洪水期，碳酸鹽體系對(duì)pCO2的貢獻(xiàn)強(qiáng)度要略強(qiáng)于洪水期，但總體而言黃河表層水pCO2在世界河流中處于中等偏下的水平。 4.秋季黃河水體DIC侵蝕通量比PIC侵蝕通量要大一個(gè)數(shù)量級(jí)，POC侵蝕通量略大于DO