伴隨著全球氣候變暖和極端氣候事件頻發(fā),與溫室效應(yīng)密切相關(guān)的碳循環(huán)和碳匯效應(yīng)成為當(dāng)前科學(xué)界研究的重點(diǎn)。開放型巖溶洞穴作為喀斯特地區(qū)分布廣泛的地貌,與外界環(huán)境間存在著響應(yīng)關(guān)系,洞穴系統(tǒng)的垂向碳遷移機(jī)制及可能存在的碳匯潛力研究較少涉及。碳遷移伴隨著水循環(huán)塑造了洞穴環(huán)境,指示外界生態(tài)環(huán)境變化。此研究從2017年11月至2018年11月,以毛村地下河流域內(nèi)桂林涼風(fēng)洞開放系統(tǒng)為研究對象,進(jìn)行大氣環(huán)境、洞穴環(huán)境野外實時監(jiān)測;測定“大氣-土壤-洞穴”垂向碳遷移主要過程中的CO₂濃度和δ¹³C值,開展野外試片溶蝕試驗,估算碳匯潛力。得到以下結(jié)論:（1）洞穴主要環(huán)境參數(shù)隨著本監(jiān)測年3-10月份漫長的雨季,呈現(xiàn)出季相變化特征,異常的氣候現(xiàn)象會導(dǎo)致特征的延長與縮短。洞穴內(nèi)部溫度在春夏兩季緩慢上升,秋冬兩季則快速下降。洞穴內(nèi)部的氣壓和濕度受洞穴溫度和上覆CO₂的調(diào)控作用。洞穴結(jié)構(gòu)不同,洞穴環(huán)境參數(shù)亦不同,實質(zhì)是各監(jiān)測點(diǎn)空氣對流和上覆頂板相對作用程度的不同。洞穴滴水類型為Ca²⁺-HCO₃^-

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

958年-2017年3月大氣CO2年度變化--莫納羅亞山觀測站發(fā)布，2017

圖 1-2 全球碳循環(huán)模式圖—Lal,2008喀斯特洞穴是巖溶水循環(huán)過程和碳循環(huán)過程發(fā)生相互作用的重要場所，洞CO2的濃度變化是影響洞穴次生化學(xué)沉積物沉積和溶蝕的重要因素（張強(qiáng)等2016），從而影響著洞穴碳匯。有研究指出：一方面，溶解了大量土壤 CO2的濃度 HCO3-型巖溶水，在洞穴上覆頂板的含水介質(zhì)裂隙、溶隙和巖溶管道流動程中，會因為壓力、溫度、水動力條件的改變，而發(fā)生生成 CO2并使其較長間停留在較為封閉的洞穴中的過程；另一方面，短期瞬時的暴雨效應(yīng)，會直接大氣和洞穴上覆頂板土壤中的 CO2壓入洞穴內(nèi)部。且由于洞穴結(jié)構(gòu)的不同，穴不同區(qū)域會因為與外界連通程度的差別與外界環(huán)境進(jìn)行不同程度的對流交（Freitas et al,1982;吳夏等,2018），這也是洞穴內(nèi)部 CO2的一種來源。無論是與氣進(jìn)行對流交換進(jìn)入洞穴內(nèi)部的 CO2、還是大氣中被降水直接壓入洞內(nèi)的游CO2，抑或是由土壤呼吸釋放并溶解或呈游離態(tài)存在于下滲滴水中的生物源CO

洞穴系統(tǒng)可能為大氣 CO2的一個匯。在洞穴垂向碳遷移系統(tǒng)中，土壤呼成的土壤中數(shù)十倍甚至數(shù)百倍于大氣中的 CO2濃度，不僅會通過土下碳酸溶蝕通過管道向洞內(nèi)轉(zhuǎn)移，從而可能成為碳匯；又會通過土壤呼吸向大氣釋成為碳源（Zhu et al,2007;Zhang et al,2013;Zhao et al,2009）。這種發(fā)生在巖溶帶垂直方向上的“大氣-土壤-碳酸鹽巖-洞穴”垂向碳遷移過程，塑造了洞穴，并可與地下河系統(tǒng)聯(lián)系起來參與到流域尺度的碳循環(huán)中來。現(xiàn)階段的研究對洞穴系統(tǒng)內(nèi)部 CO2濃度的時空特征刻畫，而對洞穴中 CO2的來源及遷移、碳匯研究則很少涉及，相關(guān)研究的研究深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠（吳夏等，2018）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]桂林洞穴滴水和現(xiàn)代沉積物對氣候變化的響應(yīng)研究[D]. 吳夏.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
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[3]喀斯特洞穴中持久性有機(jī)污染物分布與傳輸動力學(xué)研究[D]. 王英輝.中國地質(zhì)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]桂江流域水化學(xué)與巖溶碳匯動態(tài)變化特征[D]. 張紅波.西南大學(xué) 2013



本文編號：3240275