【摘要】：目前全球氣候變暖以及全球氣候的變化受到越來越多專家學(xué)者的關(guān)注,致力于減少大氣CO_2含量的碳匯和封存技術(shù)的研究成了21世紀全球變化研究中的關(guān)鍵問題之一。在我國西南巖溶區(qū)“巖溶碳匯”有著重要的意義,在巖溶作用的推動下每年可以把許多大氣CO_2固定下來。但巖溶作用產(chǎn)生的“碳匯效應(yīng)”也被Curl等學(xué)者質(zhì)疑,認為巖溶地質(zhì)作用不是嚴格意義上的碳匯,而是一個碳轉(zhuǎn)移的過程。近年來為了回應(yīng)這一質(zhì)疑,巖溶專家們通過研究發(fā)現(xiàn)水生生物可以通過光合作用吸收溶解于水中的DIC并形成有機質(zhì),一部分會以DOM等有機碳的形式保存于水體中。而DOM則是全球最大的有機碳庫,是全球碳循環(huán)這個系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。在我國有著高達334萬km~2巖溶區(qū),筑壩水庫廣布,那么DOM在巖溶區(qū)水庫水體中的特征和來源如何?因此本文以廣西五里峽水庫作為研究區(qū),分別于2016年12月、2017年4月及2017年6月在庫區(qū)進行采樣,在對研究區(qū)水化學(xué)特征研究的基礎(chǔ)上,再結(jié)合紫外吸收光譜和三維熒光光譜等手段對巖溶水體DOM的組成和來源情況進行探討,以期為巖溶區(qū)水庫DOM研究以及了解巖溶區(qū)水庫碳循環(huán)特征提供基礎(chǔ)研究依據(jù)。研究結(jié)果表明,研究區(qū)水體主要溶解離子有HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+),水化學(xué)類型屬于舒卡列夫分類法中的HCO-Ca-Mg型。水體物理化學(xué)參數(shù)在水體浮游生物、降水稀釋及巖石風(fēng)化作用的共同作用下,表現(xiàn)出比較明顯的時間變化特征。水溫整體呈現(xiàn)出6月12月4月的趨勢;DO在水體透明度以及水生生物光合作用等的影響下呈現(xiàn)出6月略高于其它兩個采樣期的特征。研究區(qū)水體水質(zhì)良好,屬于中等營養(yǎng)型水體,研究區(qū)TOC中有92%是由DOC構(gòu)成的,DOC質(zhì)量濃度呈現(xiàn)出12月6月4月的分布特征,在多種環(huán)境因子綜合作用下垂直方向上的DOC質(zhì)量濃度整體呈表層至底層降低的趨勢。紫外吸收光譜表征下的研究區(qū)水體溶解有機質(zhì)以小分子量物質(zhì)為主,芳香性較弱,腐殖酸含量低,富里酸含量較多,水體有機質(zhì)的內(nèi)源性較強,內(nèi)源物質(zhì)對水體溶解有機質(zhì)的貢獻明顯。研究區(qū)CDOM吸收系數(shù)a(355)的均值為0.52 m~(-1),處于較低水平,其中6月份水體中浮游生物光合作用強,水體細菌比較活躍,浮游植物初級生產(chǎn)力大,水體中的DOM濃度上升,導(dǎo)致6月份水體中a(355)的值略高于其他采樣期。CDOM特征參數(shù):相對較高的S_(275~295)值、M值指示下的研究區(qū)水體溶解有機質(zhì)以小分子量物質(zhì)為主,腐殖酸占有率低,富里酸占的較多;較低水平的SUVA254值、E253/E203值指示下的研究區(qū)水體DOM的芳香性比較弱,內(nèi)源物質(zhì)對水體溶解有機質(zhì)的貢獻明顯,有機質(zhì)中苯環(huán)上脂肪族等非極性官能團的比例比較多,苯環(huán)上羧基、羰基這類極性官能團比重少,表明研究區(qū)水體有機質(zhì)的內(nèi)源性較強。本研究中DIC與a(355)存在較好的相關(guān)關(guān)系,表明喀斯特水體中被水生浮游生物的光合作用轉(zhuǎn)化成有機質(zhì)的DIC對水體中DOM的形成有一定的貢獻。PARAFAC模型在研究區(qū)共識別出3個存在單個或多個激發(fā)和發(fā)射波長最大值的熒光組分:C1、C2和C3,其中C1屬于類富里酸物質(zhì)、C2屬于類腐殖酸物質(zhì)、C1和C2這兩個組分通常代表較難降解的DOM,C3屬于類蛋白物質(zhì)(色氨酸類),是一類主要被藻類、微生物降解產(chǎn)生的類色氨酸物質(zhì)。其中12月份3個組分對應(yīng)的激發(fā)、發(fā)射波長為C1(250,325/425 nm)、C2(260,370/470 nm)和C3(260/370nm),4月份3個組分對應(yīng)的激發(fā)、發(fā)射波長為C1(250,300/400 nm)、C2(260,350/450nm)和C3(270/340 nm),6月份3個組分對應(yīng)的激發(fā)、發(fā)射波長為C1(250,300/390nm)、C2(270,350/450 nm)和C3(280/340 nm)。三批樣品的C1、C2和C3組分濃度所占比例均值為37%、33%和30%,C1、C2和C3的濃度在時間尺度上差異顯著,其中6月C3組分比例最大,內(nèi)源特征最強。綜合分析研究區(qū)水體中的DOM三維熒光光譜參數(shù),發(fā)現(xiàn)較高的BIX、β:α、FI值和較低的HIX值對研究區(qū)DOM來源有很好的指示性,與國內(nèi)不同水體的DOM熒光參數(shù)比較之后得出研究區(qū)水體DOM來源應(yīng)當(dāng)受到陸源物質(zhì)和內(nèi)源物質(zhì)的共同影響,但內(nèi)源特征較強,表明微生物以及藻類這些內(nèi)源物質(zhì)應(yīng)是研究區(qū)水體中溶解有機質(zhì)的主要來源。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P467;P342
【圖文】：

1-1 考慮水-巖-氣-生相互作用的碳酸鹽風(fēng)化碳匯模式圖（劉再華，201.1-1 Carbonate rock weathering carbon sink model by condisering interactiwater-rock-air-biology（Liu, 2012）考慮水-巖-氣-生相互作用的碳酸鹽風(fēng)化形成的大氣 CO2 匯（劉再華，.1-2 Carbonate rock weathering carbon sink model by condisering interacti

巖-氣-生相互作用的碳酸鹽風(fēng)化形成的大氣 CO2 匯（劉bonate rock weathering carbon sink model by condisering water-rock-air-biology（Liu, 2012）質(zhì)研究現(xiàn)狀 DOM 來源廣泛、成分復(fù)雜，準確判別巖溶水體是探究不同來源下有機質(zhì)的貢獻量是探究巖溶水遷移、轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵，更是探究巖溶有機碳循體 DOM 的研究主要運用的方法有脂類生物標志等(2017)利用生物標志物法對珠江流域的有機質(zhì)

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文1.2 采樣點概況本研究在采樣點設(shè)置上總體沿流程方向按照一定的間隔，從入庫河流、庫區(qū)壩前、出庫口依次設(shè)計了 12 個采樣點，其中在水庫豐水期進行了分層采樣在垂直方向上按照 5m 等間距布點，實際采樣操作過程中會受到庫區(qū)水深、地質(zhì)條件的影響，有適當(dāng)調(diào)整。五里峽水庫具體采樣點分布情況詳見圖 2-2

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本文編號：2767613