河流是陸源物質(zhì)向海洋輸運(yùn)的主要通道。當(dāng)今，以水庫(kù)修建、農(nóng)業(yè)灌溉引水等為主的人為影響日益加劇，改變了河流自然狀態(tài)下的物質(zhì)輸運(yùn)規(guī)律，對(duì)河流流域的碳收支平衡以及源/匯格局產(chǎn)生重要影響。黃河是中緯度干旱半干旱地區(qū)高渾濁度河流的典型代表，也是受人類活動(dòng)影響最為嚴(yán)重的河流之一。對(duì)其碳輸運(yùn)規(guī)律及影響因素的探討，對(duì)于討論同類河流碳輸運(yùn)行為具有重要的借鑒意義。 本文通過(guò)2003年至2012年間黃河干流的多個(gè)航次以及花園口（全年）和利津站（調(diào)水調(diào)沙及24小時(shí)連續(xù)站）的觀測(cè)數(shù)據(jù)，探討了黃河各形態(tài)碳的輸運(yùn)特征和季節(jié)變化規(guī)律，特別關(guān)注自然過(guò)程變化和人為活動(dòng)對(duì)其影響，主要結(jié)果如下： （1）與世界河流有機(jī)碳輸運(yùn)以溶解態(tài)（DOC）為主不同的是，黃河有機(jī)碳輸運(yùn)以顆粒態(tài)（POC）為主。且超過(guò)85%的POC集中在粒徑小于32μm的顆粒物上，自蘭州至利津不同粒徑懸浮顆粒物承載POC的輸運(yùn)規(guī)律是一致的。黃河DOC濃度從上游至下游呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，城市污水排放和農(nóng)業(yè)灌溉退水污染的影響也不可忽視，這與大多數(shù)河流污染輸入的DOC主要來(lái)自于城市污水排放不同。另外，全球變暖可能會(huì)導(dǎo)致青藏高原河段水體中DOC濃度升高。 （2）雖然當(dāng)前黃河水體中有機(jī)碳主要來(lái)源于黃土母質(zhì)以及具有難降解的特性。然而黃河水庫(kù)庫(kù)容極大，水庫(kù)對(duì)顆粒物的滯留、沉積，使得庫(kù)區(qū)自生源有機(jī)碳貢獻(xiàn)增加而導(dǎo)致降解率升高，對(duì)高渾濁度的黃河來(lái)說(shuō)，庫(kù)區(qū)對(duì)河流自身有機(jī)碳輸運(yùn)規(guī)律產(chǎn)生的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他河流。短時(shí)期來(lái)看，黃河流域水庫(kù)因沉積作用已經(jīng)作為一個(gè)穩(wěn)定的碳匯存在，然而調(diào)水調(diào)沙工程卻在不到一個(gè)月的時(shí)間里，將超過(guò)全年35%和56%的DOC和POC輸運(yùn)入海，瞬時(shí)流量和TSS濃度甚至可分別高達(dá)4100m3/s和27×103mg/L。 （3）黃河DIC濃度高達(dá)3mmol/L，在世界河流中位居前列。盡管青藏高原亞流域的面積僅占全流域的30%，但作為黃河的主要水源區(qū)，強(qiáng)烈的淋溶作用導(dǎo)致該亞流域擁有全流域最高的化學(xué)風(fēng)化速率，其巖石風(fēng)化大氣CO2消耗量也占到全流域的64%；而在占全流域面積近70%黃土高原亞流域，較高的蒸降比限制了化學(xué)風(fēng)化速率，較小的地表徑流限制了風(fēng)化產(chǎn)物向黃河干流的輸運(yùn)，其巖石風(fēng)化大氣CO2消耗量?jī)H占全流域的35%。因此，青藏高原亞流域是黃河水體中高濃度DIC的主要來(lái)源。而以往的研究認(rèn)為“黃土中較高的碳酸巖含量是導(dǎo)致黃河水體中高濃度DIC的原因”。此外，隨著全球變暖以及黃土高原干旱的程度增加，青藏高原亞流域?qū)S河DIC輸運(yùn)入海通量的貢獻(xiàn)在未來(lái)將呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。 （4）與世界河流一樣，黃河也表現(xiàn)為大氣CO2的源。但與大多數(shù)河流有機(jī)物降解是提供CO2主要來(lái)源不同的是，強(qiáng)烈化學(xué)風(fēng)化過(guò)程維持的河水高DIC濃度的碳酸鹽體系是影響黃河水體pCO2分布的主要因素。黃河水體中TSS含量極高，水體的透光性差，浮游植物的光合作用受到限制，生物固碳能力較弱。 （5）黃河的DIC收支出現(xiàn)不平衡，進(jìn)入黃河水體的DIC量大于黃河輸運(yùn)入海通量。水庫(kù)滯留，農(nóng)業(yè)灌溉取水對(duì)河流DIC的清除作用顯著。
【學(xué)位單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：X52;X143
【部分圖文】：

大氣 CO2濃度變化趨勢(shì)圖（http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/tr態(tài)系統(tǒng)一直處于開(kāi)放的狀態(tài)，這不僅體現(xiàn)在陸地巖石化O2[3-8]，還體現(xiàn)為陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣間的碳交換[9-11]以行的碳輸運(yùn)[12-17]。同時(shí)，陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)極易受土地利用方式的改變，農(nóng)業(yè)活動(dòng)等[18-21]。在全球變暖的在全球碳循環(huán)中的源/匯作用尚存爭(zhēng)議[22-24]，這也是多年

黃河干流碳輸運(yùn)及人類活動(dòng)對(duì)其影響園口以下黃河下游亞流域（III），因河道高懸于地面而被稱為地上懸河，該亞流域主要分布以粘土為主的碎屑巖（圖 2-1）。由于黃河泥沙主要來(lái)源于黃土高原的第四紀(jì)沉積物，因而黃河懸浮泥沙度組成、礦物組成、有機(jī)物含量與黃河中游地區(qū)黃土具有極大的相似性。黃河泥沙中有機(jī)質(zhì)含量極低，極少超過(guò) 1%[99]，黃河流域土壤有機(jī)質(zhì)含量分布也為不均，蘭州以上流域土壤中有機(jī)質(zhì)平均含量為 6.6%，超過(guò)中游黃土中有機(jī)物含量（0.20～0.60%）的 10 倍以上[100] [101]。黃河流域土壤含碳率沿程分布也規(guī)律，蘭州以上河段土壤含碳率明顯高于中下游[102] [103]。

導(dǎo)致黃河物質(zhì)輸運(yùn)入海通量的減少。農(nóng)業(yè)灌溉河流域大部分位于干旱半干旱地區(qū)，光熱資源充足，降雨稀少而水資源十分貧乏，流域內(nèi)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活用水主要依靠黃直以來(lái)，農(nóng)業(yè)灌溉是影響黃河水文情況的重要因素。目前黃河流經(jīng)擴(kuò)大到了沿黃九省以及河北省、天津市，流域內(nèi)約有一半耕地水資源進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉[94]，農(nóng)業(yè)灌溉耗水量約占到全流域總耗水06]。隨著流域工、農(nóng)業(yè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，黃河流域用水量不斷增入海徑流量呈下降趨勢(shì)（圖 2-2）。20 世紀(jì) 50 年代黃河流域地表 14.1 km3/a[107]，而這一數(shù)值在 21世紀(jì)前 10 年已達(dá)到 27.7 km3/a，黃河入海徑流量（15.5 km3/a）的 1.8 倍，其中約 90%的農(nóng)業(yè)耗水州以下流域[82]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林學(xué)鈺;廖資生;錢(qián)云平;蘇小四;;基流分割法在黃河流域地下水研究中的應(yīng)用[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版);2009年06期

2 韓清;塔里木河流域農(nóng)墾后水質(zhì)的變化及其控制途徑[J];地理學(xué)報(bào);1980年03期

3 曾永年,馮兆東,曹廣超,薛亮;黃河源區(qū)高寒草地土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量及分布特征[J];地理學(xué)報(bào);2004年04期

4 丁艷峰;潘少明;;近50年黃河入海徑流變化特征及影響因素分析[J];第四紀(jì)研究;2007年05期

5 李晶瑩,張經(jīng);流域盆地的風(fēng)化作用與全球氣候變化[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2002年03期

6 陳靜生;王飛越;何大偉;;黃河水質(zhì)地球化學(xué)[J];地學(xué)前緣;2006年01期

7 李新,樊自立,季方;中國(guó)干旱區(qū)水量轉(zhuǎn)化特征及其對(duì)環(huán)境的影響分析──以新疆阿拉爾灌區(qū)為例[J];干旱區(qū)地理;1999年02期

8 魏忠義;塔里木盆地地表水化學(xué)特征及在人類活動(dòng)影響下的變化[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;1994年02期

9 張龍軍;徐雪梅;何會(huì)軍;;黃河不同粒徑懸浮物中POC含量及輸運(yùn)特征研究[J];環(huán)境科學(xué);2009年02期

10 郝芳華;歐陽(yáng)威;岳勇;楊志峰;李鵬;;內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)灌區(qū)水循環(huán)特征及對(duì)土壤水運(yùn)移影響的分析[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

本文編號(hào)：2831556