国家自然科学基金(41302211)
- 作品数：9 被引量：119H指数：8
- 相关作者：覃小群刘朋雨黄奇波张连凯苏春田更多>>
- 相关机构：中国地质科学院国土资源部中国地质大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目中国地质科学院岩溶地质研究所所控项目更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程更多>>
- 不同岩性试片溶蚀速率差异及意义被引量：10
- 2015年
- 评价岩性对溶蚀速率的影响有助于提高岩溶碳汇强度估算精度,对当前全球气候变化研究意义重大。本文通过在山西晋中盆地西南,吕梁山东侧的半干旱岩溶区典型小流域开展标准试片与当地试片的对比溶蚀试验研究,结果显示当地试片的溶蚀速率（0.122 3-0.532 8mg/（cm2·a）和岩溶碳汇强度（1.713tCO2/（km2·a））明显小于标准试片（0.254 7-0.551 1mg/（cm2·a）和1.821tCO2/（km2·a））,表明使用标准溶蚀试片法会使岩溶碳汇强度被高估。当地试片的溶蚀速率与酸不溶物含量呈负相关关系,进一步表明当地试片酸不溶物含量（2.58%-10.86%）大于标准试片（3%）是造成其溶蚀速率和岩溶碳汇强度小于标准试片的重要原因。也就是说,由于埋放地地层岩性与标准溶蚀试片岩性特征存在差异,不同地区均采用埋放标准试片的溶蚀实验方法来研究岩溶碳汇效应会产生较大的误差。因此,为了更加精确的计算岩溶碳汇量,后期研究中有必要使用埋放地的岩性试片来替代标准溶蚀试片。
- 黄奇波覃小群刘朋雨蓝芙宁张连凯
- 关键词：溶蚀速率酸不溶物
- 乌江中上游段河水主要离子化学特征及控制因素被引量：34
- 2016年
- 开展人类活动影响下乌江中上游段河流水化学特征研究,有助于流域地表水资源有效开发利用和保护.本文采用主成分分析法对乌江中上游段的六冲河、三岔河、猫跳河、清水河的主要离子化学特征及控制因素进行了定量评价.结果表明,乌江上游段4条河流优势阳离子均为Ca^(2+)、Mg^(2+),两者占全部阳离子的70%以上,阴离子以HCO^-_3、SO^(2-)_4为主,两者占总阴离子的85%以上.与乌江1999年水化学数据相比,本次样品的阴阳离子浓度出现了明显增加,主要表现在NO^-_3、SO^(2-)_4等受人为活动影响显著的离子方面.受流域碳酸盐岩地层的控制,4条河流水化学类型以HCO_3^-Ca为主,少部分样点为HCO_3·SO_4-Ca型,反映出部分样点可能受到人类源的SO^(2-)_4影响.河水中Na^+、K^+、Cl^-主要来源于大气输入,Ca^(2+)、HCO^-_3、Mg^(2+)主要来源于碳酸盐岩的溶解;NO^-_3和SO^(2-)_4主要来源于人为活动.主成分分析法和相关分析得出:六冲河、三岔河、清水河上游水化学成分主要受大气降水及碳酸盐岩的溶解因子的控制,向下游受人为活动因子影响均增强;猫跳河上游、下游水化学组成主要受大气降水及碳酸盐岩的溶解控制,而中游湖泊受人为活动影响明显.清水河支流南明河中下游水化学组成主要受人为活动因子控制.
- 黄奇波覃小群刘朋雨蓝芙宁张连凯苏春田
- 关键词：主要离子河水乌江中上游
- 北方半干旱岩溶区岩溶碳汇过程及效应研究——以山西柳林泉岩溶流域为例
- 大气CO2浓度的持续上升导致全球气候变暖,造成气温增高、蒸发量加大、水循环加剧,由此带来的全球暴雨、干旱等极端气候事件越来越频发,给国家和人民生命财产带来了巨大的损失。采取有效增汇固碳方法抑制大气CO2浓度升高,减缓全球...
- 黄奇波
- 关键词：硫酸
- 文献传递
- 酸雨对桂林枯水期岩溶地下水δ^(13)C_(DIC)及碳汇效应的影响被引量：14
- 2015年
- 定量评价硫酸对岩溶碳汇效应的影响有助于提高岩石风化碳汇通量估算精度,对当前全球气候变化研究意义重大.选取受酸雨影响的桂林岩溶区为研究对象,在枯水期对研究区14个岩溶大泉和15条地下河水化学成分和碳同位素进行了测试分析,结果表明:岩溶大泉和地下河中阳离子以Mg2+和Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,分别占阳离子和阴离子组成的90%以上,SO42-含量较低,其含量范围为0.004~0.213mmol/L;所占阴离子组成比例为0.12%~6.11%;δ13CDIC、[Ca2++Mg2+]/[HCO3-]更偏向于碳酸溶解端元,离硫酸溶解端元距离远,证实硫酸参与碳酸盐岩的溶解对地下水无机碳(dissolved inorganic carbon,简称DIC)及δ13CDIC的影响有限;与Sr2+/Ca2+值一样,δ13CDIC主要受径流条件控制,其大小可以反映地下水径流条件的强弱.利用化学计量关系计算出由硫酸溶蚀碳酸盐岩的平均比例为22.64%,产生的DIC(HCO3-H2SO4)占总DIC的平均比例为13.04%,碳酸产生的DIC(HCO3-H2CO3)占地下水总DIC的比例为86.96%,其中来源于土壤大气中的HCO3-比例为43.48%.因此,扣除硫酸对地下水中DIC的贡献后,岩溶碳汇效应将减少13.04%.
- 黄奇波覃小群刘朋雨唐萍萍
- 关键词：地下水
- 半干旱岩溶区土壤次生碳酸盐比例及对岩溶碳汇计算的影响被引量：7
- 2016年
- 定量评价半干旱岩溶区土壤次生碳酸盐比例和来源有助于认识土壤系统影响岩溶作用的机理。选取山西晋中盆地西南,吕梁山东侧的半干旱岩溶区马跑神泉小流域为研究对象,通过对林地、退耕地、灌丛地土壤剖面进行分层取样并测定碳酸盐含量及其δ^(13) C、CO_2浓度及其δ^(13) C值,分析其随深度的变化规律和控制因素;并结合研究区碳酸盐岩的δ^(13) C值计算3个剖面各层土壤次生碳酸盐所占比例。研究结果表明:3个土壤剖面的碳酸盐含量、CO_2浓度在0~50cm土层随深度增加而增加,在50~70cm土层随深度增加而减少;土壤碳酸盐δ^(13) C值、δ^(13) C_(CO_2)值在0~50cm土层随深度增加而偏负,在50~70cm土层随深度增加而偏重;土壤碳酸盐含量及其δ^(13) C值主要受次生碳酸盐比例控制,而土壤CO_2及其δ^(13) C_(CO_2)值在上层主要受大气CO_2和土壤有机质分解生成的CO_2共同影响,下层还受土-岩界面岩溶作用过程制约;退耕地、林地、灌丛剖面次生碳酸盐所占比例的均值分别为52%、42%和32%,证实北方半干旱岩溶区土壤中存在原生碳酸盐向次生碳酸盐转化过程。
- 黄奇波覃小群刘朋雨张连凯苏春田
- 关键词：碳酸盐C值
- 北方不同植被下土壤岩石试片的溶蚀速率及碳汇分析--以山西汾阳地区为例被引量：20
- 2013年
- 通过山西汾阳不同植被条件下的对比溶蚀实验,并结合土壤有机碳和无机碳含量测试分析及土壤水分含量和CO2浓度野外现场测试,揭示出北方半干旱条件下的溶蚀速率特征及其影响因素,结果表明:(1)不同植被条件下的土下试片溶蚀速率差异明显,林地的地面以下溶蚀速率最大,为0.551 1mg/(cm2·a),分别是灌丛[0.258 5mg/(cm2·a)]和草地[0.254 7mg/(cm2·a)]的2.13倍和2.16倍;表明随着植被的正向演替,碳酸盐岩溶蚀速率有增加的趋势。(2)试片溶蚀速率主要受土壤有机碳、无机碳、水分控制,受土壤CO2浓度影响小;其中土壤有机碳含量、土壤水分与试片溶蚀速率呈正相关,土壤无机碳含量与试片溶蚀速率呈负相关;高浓度的无机碳使部分试片经过溶蚀后重量不减反增,造成试片溶蚀速率偏低。(3)以林地、灌丛、草地条件下试片土下平均溶蚀速率计算出研究区岩溶碳汇强度为1.815tCO2/(km2·a),与前人根据水化学径流法计算的结果[8.69tCO2/(km2·a)]相比偏小。这意味着由溶蚀试片法来计算我国岩溶碳汇量可能会比实际偏小。
- 黄奇波覃小群刘朋雨唐萍萍
- 关键词：溶蚀速率土壤无机碳土壤CO2
- 桂江流域河流有机碳特征被引量：13
- 2014年
- 通过对桂江流域内植物、土壤碳同位素、河流有机碳含量及同位素进行系统取样测试分析发现,桂江流域C3植物的δ13C范围为-37.89‰^-23.27‰,C4植物δ13 C范围为-14.49‰^-12.00‰。土壤碳库的δ13 C范围为-30.43‰^-11.56‰,平均值为-24.32‰。土壤碳库主要受C3途径植物控制,C4途径植物对土壤碳库的δ13 C影响有限,植物残体转化成土壤有机质的过程中产生有机碳同位素分馏效应,造成土壤有机碳同位素比植物碳库偏重4.42‰。桂江河流DOC分布范围0.68~2.16mg/L,平均值为1.39mg/L。ρ(POC)分布范围0.11~1.14mg/L,平均值为0.37mg/L,DOC/POC的范围1.31~9.04,ρ(DOC)>ρ(POC),成为水体有机碳的主要形式。流域水体中δ13CDOC值的范围为-29.682‰^-15.377‰,平均值为-24.810‰;δ13CPOC值的范围为-27.886‰^-24.271‰,平均值为-25.868‰;两者均位于土壤有机碳库同位素范围内,说明河流有机碳主要来源于土壤的机械侵蚀和土壤有机质的降解,受人类生产生活有机废弃物和河流自生浮游植物的代谢分泌物影响小。
- 黄奇波覃小群唐萍萍刘朋雨
- 硫酸对乌江中上游段岩溶水化学及δ^(13)C_(DIC)的影响被引量：25
- 2015年
- 对乌江中上游段地表和地下水水化学、溶解无机碳(DIC)同位素组成(δ13CDIC)进行了测试,探讨流域水化学特征及主要影响因素,利用化学计量法对硫酸溶蚀碳酸盐岩的比例及对HCO-3离子的贡献比例进行了计算.结果表明:1乌江上游段地表和地下水优势阳离子均为Ca2+,分别占全部阳离子的50%以上,阴离子以HCO-3、SO2-4为主,两者占总阴离子的85%以上,水化学类型主要为HCO3-Ca,部分为HCO3·SO4-Ca型,反映出部分地下水和地表水可能受到人类源的SO2-4影响;2地下水和地表水的δ13CDIC值介于-12.98‰^-6.36‰,且[Ca2++Mg2+]/[HCO-3]当量比值介于1.11~1.90,H2SO4对流域水化学和δ13CDIC具有重要影响;3硫酸溶解碳酸盐岩对地下水(Ca2++Mg2+)和HCO-3的贡献变化分别介于20.59%~92.87%(平均贡献率为51.50%)和11.47%~86.69%(平均贡献率为36.90%);对地表水(Ca2++Mg2+)和HCO-3的贡献变化分别介于56.14%~94.55%(平均贡献率为76.89%)和39.02%~89.66%(平均贡献率为64.24%),显示硫酸显著地影响到流域碳酸盐岩的风化过程.研究结果对乌江流域水资源的保护和开发利用及岩溶碳循环研究意义重大.
- 黄奇波覃小群刘朋雨张连凯苏春田
- 关键词：岩溶地下水地表水H2SO4乌江中上游
- 半干旱区岩溶碳汇原位监测方法适宜性研究被引量：8
- 2015年
- 选择正确的方法准确计算北方干旱半干旱岩溶区的岩溶碳汇量,有助于提高我国岩溶碳汇效应估算精度和改进全球碳循环模型。利用水化学径流法和标准溶蚀试片法对山西马跑神泉域的岩溶碳汇量进行了计算,结果表明,标准溶蚀试片法计算出的流域碳汇量和碳汇强度为386.15t/a和1.821t/（km^2·a）,水化学径流法的结果为2 084.08t/a和9.83t/（km^2·a）,试片法计算结果仅为水化学径流法的1/5。试片溶蚀速率和土壤无机碳质量分数呈负相关关系,进一步表明土壤无机碳质量分数高（是有机碳质量分数的2.85~5.06倍）是造成试片法计算结果偏小的主要原因：高含量的无机碳在半干旱气候条件下容易沉积,从而使试片溶蚀速率偏小;流域边界清楚,水化学和流量易于监测,利用水化学径流法计算岩溶碳汇强度结果更为准确。因此,在半干旱地区,计算岩溶碳汇效应宜采用水化学径流法。
- 黄奇波覃小群刘朋雨康志强唐萍萍
- 关键词：溶蚀速率
- 非岩溶水和硫酸参与溶蚀对湘南地区地下河流域岩溶碳汇通量的影响被引量：17
- 2017年
- 研究非岩溶水和硫酸参与溶蚀对地下河流域岩溶碳汇通量的影响,有助于提高岩石风化碳汇通量估算精度,对于推进地质作用与全球气候变化研究意义重大。选取湘南北江上游武水河流域内4条典型地下河为对象,通过水化学对比分析,揭示硅酸盐岩风化对流域地下水化学的重要影响。运用Galy方法计算流域非岩溶地层中的硅酸盐岩风化消耗大气/土壤CO_2对岩石风化碳汇的重要贡献,并评价了H_2SO_4参与下碳汇通量的扣除比例。结果显示:(1)流域内有非岩溶地层的L01,L02地下河,Na^+,K^+和SiO_2浓度明显高于纯碳酸盐L03和L04地下河,非岩溶地层中的硅酸盐的风化对地下河水中K^+,Na^+,SiO_2浓度有一定贡献;(2)4条地下河的[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_3^-]当量比值为1.05~1.15,[Ca^(2+)+Mg^(2+)]/[HCO_3^-+SO_4^(2-)]的当量比值为0.99~1.08,Ca^(2+)+Mg^(2+)相对于HCO_3^-过量,过量的Ca^(2+)+Mg^(2+)与SO_4^(2-)相平衡,证实硫酸参与流域碳酸盐岩的溶蚀;(3)L01和L02地下河岩石风化消耗的CO_2通量中非岩溶地层中的硅酸盐风化消耗所占比例分别为3.36%和2.22%,而L03和L04地下河中硅酸盐风化消耗比例小于0.50%,表明有非岩溶地层存在的地下河流域,其岩石风化消耗的CO_2通量中硅酸盐风化消耗占有一定比例;(4)在考虑硫酸参与碳酸盐岩溶蚀时,4条地下河的碳汇通量分别扣除4.84%,4.52%,6.20%和9.36%。
- 黄奇波覃小群刘朋雨张连凯苏春田
- 关键词：地下河硫酸
