本文關(guān)鍵詞：亞熱帶不同地質(zhì)背景水庫(kù)碳轉(zhuǎn)移過(guò)程的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南大學(xué)》 2015年

亞熱帶不同地質(zhì)背景水庫(kù)碳轉(zhuǎn)移過(guò)程的研究

劉文  

【摘要】：在全球碳循環(huán)研究中,平衡全球碳收支一直以來(lái)都是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。近年來(lái)的研究表明,巖溶作用積極參與了全球碳循環(huán)并在全球碳收支評(píng)價(jià)中發(fā)揮重要影響,但巖溶碳匯的穩(wěn)定性卻受到質(zhì)疑。在引入“陸地水生生物碳泵”概念之后,耦合水生光合作用的巖溶作用碳匯及其穩(wěn)定性問(wèn)題找到了解決途徑。水庫(kù)這一最重要的人工水體為“陸地水生生物碳泵”機(jī)制在陸地水體更好地發(fā)揮作用提供了必要條件。那么,巖溶區(qū)水庫(kù)在解決巖溶碳匯穩(wěn)定性這一重要科學(xué)問(wèn)題上的角色以及其所能形成的碳匯效應(yīng)如何?哪些因素會(huì)影響其碳匯效應(yīng)?本論文針對(duì)這些問(wèn)題展開研究工作,研究成果可望對(duì)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)巖溶作用對(duì)碳循環(huán)的影響提供依據(jù),為“減排增匯”的國(guó)家政策提供科技支撐。本研究選取位于亞熱帶流域范圍內(nèi)近乎全被碳酸鹽巖覆蓋的“碳酸鹽巖型/巖溶型”大龍洞水庫(kù)和庫(kù)區(qū)硅酸鹽巖覆蓋占優(yōu)勢(shì)的“硅酸鹽巖型”五里峽水庫(kù)為研究區(qū)。分別于2013年7月、8月、2014年3月、7月、8月在不同研究區(qū)開展了雨季、旱季、暴雨徑流過(guò)程等背景下的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、采樣工作�，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試指標(biāo)包括水溫(T)、pH、電導(dǎo)率(EC)、溶解氧(DO)、透明度、濁度(Tb)、葉綠素a (chl a)、HCO3-、Ca2+等。采集水體、沉積物等樣品,室內(nèi)分析水體基本化學(xué)組成、總有機(jī)碳(TOC)、δ13CDIC,表層沉積物樣品的機(jī)械組成,柱狀沉積物的TOC、總氮(TN)、δ13COC等指標(biāo)。研究結(jié)果表明：1.水氣界面碳交換：分析發(fā)現(xiàn),大龍洞水庫(kù)水氣界面雨季(CO2通量：12.48 mg/(m2/h))、旱季(68.17 mg/(m2/h))均為大氣CO2的“源”,但在雨季“源”效應(yīng)極大減弱。五里峽水庫(kù)在雨季(-19.72 mg/(m2/h))及暴雨徑流過(guò)程(-2.51 mg/(m2/h))影響下均為“匯”,但在徑流干擾下“匯”效應(yīng)減弱。2.水體溶解無(wú)機(jī)碳(DIC)分布：沿流程方向,大龍洞水庫(kù)雨季(DIC-平均含量：2.78→3.55mmol/L,全庫(kù)平均含量：3.41 mmol/L)及暴雨徑流影響下的五里峽水庫(kù)(0.91mmol/L)均存在增加的趨勢(shì)。大龍洞水庫(kù)旱季(3.63→3.33 mmol/L,3.43 mmol/L)及五里峽水庫(kù)雨季(1.00→0.88 mmol/L,0.92 mmol/L)及存在從上游向下游減小的趨勢(shì)�？傮w上,大龍洞水庫(kù)HCO3-含量約為五里峽水庫(kù)的3.8倍。垂直剖面上,在雨季,大龍洞水庫(kù)表層至10m深度處(DIC平均含量2.31→4.45 mmol/L)與五里峽水庫(kù)(DIC平均含量0.85→1.05 mmol/L)表現(xiàn)出隨深度增加DIC含量增加的趨勢(shì),而大龍洞水庫(kù)水深大于10m部分隨深度增加呈減小趨勢(shì)(DIC平均含量4.45→3.69 mmol/L),暴雨徑流過(guò)程影響下五里峽水庫(kù)呈現(xiàn)與雨季相反的變化趨勢(shì)(DIC平均含量1.01→0.83mmol/L),大龍洞水庫(kù)旱季變幅降低(DIC平均含量3.60→3.20 mmol/L)。3.沉積物中的有機(jī)碳：大龍洞水庫(kù)表層沉積物有機(jī)碳含量平均為2.01%,五里峽水庫(kù)的為1.34%,前者為后者的1.5倍,碳酸鹽巖型水庫(kù)具有更高的生產(chǎn)力。機(jī)械組成、T/N及有機(jī)碳同位素等證據(jù)表明大龍洞水庫(kù)庫(kù)底有機(jī)質(zhì)的沉積以內(nèi)源作用為主,且愈向下游這一作用越強(qiáng)烈；而五里峽水庫(kù)的則受降水徑流影響較大,以外源輸入為主,沿流程幾無(wú)固定變化規(guī)律。4.水庫(kù)碳循環(huán)的影響因素：(1)流域范圍內(nèi)巖性等地質(zhì)背景在水庫(kù)碳循環(huán)中發(fā)揮了基礎(chǔ)性的作用。大龍洞水庫(kù)水體HCO3-含量約為五里峽水庫(kù)的3倍。使得前者DIC含量過(guò)剩,除滿足浮游生物同化作用,形成豐富內(nèi)源沉積物外,水氣界面全年存在脫氣；而后者供給不足,庫(kù)底沉積物以外源為主,即便是暴雨徑流過(guò)程擾動(dòng)的情況下也吸收大氣CO2。 (2)全年熱量分配不均及相應(yīng)出現(xiàn)的雨季熱分層對(duì)浮游生物分布產(chǎn)生直接影響,水溫較高、輻射較強(qiáng)的雨季及近表層水體光合作用強(qiáng),雨季近庫(kù)底部位及旱季則弱。(3)浮游生物分布直接影響了DIC在水體中的分布及演化,在內(nèi)生有機(jī)質(zhì)沉積方面發(fā)揮核心作用。一般地,浮游植物量大的部位以同化作用為主,HCO3-含量減少;反之,異化作用占優(yōu)勢(shì),HCO3-含量增加。(4)水庫(kù)的補(bǔ)給方式會(huì)對(duì)庫(kù)底有機(jī)質(zhì)的沉積產(chǎn)生直接影響。地下河水在進(jìn)入大龍洞水庫(kù)前已基本完成所攜懸浮物質(zhì)的沉降,外源作用對(duì)庫(kù)底沉積物影響較小,以內(nèi)源沉積為主。而地表河補(bǔ)給的五里峽水庫(kù)則受降水徑流影響較大,外源作用影響顯著。5.對(duì)水庫(kù)碳循環(huán)模式的初步認(rèn)識(shí)：碳酸鹽巖型水庫(kù),雨季浮游植物在水體上層一定范圍內(nèi)聚集,DIC供應(yīng)充足,光合作用充分進(jìn)行,水體溶解氧含量達(dá)飽和甚至過(guò)飽和,產(chǎn)生了大量有機(jī)質(zhì)向庫(kù)底沉積。生成有機(jī)質(zhì)時(shí)對(duì)DIC的大量利用,致上層碳酸鹽平衡向有利于碳酸鹽沉淀的方向進(jìn)行。上層生成的碳酸鹽向底層運(yùn)移,因此庫(kù)底也保持了中性至偏堿性的環(huán)境,使碳酸鹽不致溶解而穩(wěn)定地保存下來(lái)。而硅酸鹽巖型水庫(kù)由于DIC供給不足,浮游植物光合作用受限,生成有機(jī)質(zhì)少,庫(kù)底沉積以外源為主。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P343.3
【目錄】：

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10 方得源;碳酸鹽巖物理性質(zhì)—介電性實(shí)驗(yàn)研究[J];中國(guó)巖溶;1984年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李陽(yáng)兵;王世杰;羅光杰;;碳酸鹽巖成土作用及其上覆土層成因的討論[A];現(xiàn)代地理科學(xué)與貴州社會(huì)經(jīng)濟(jì)[C];2009年

2 盧耀如;張鳳娥;;硫酸鹽巖與碳酸鹽巖復(fù)合巖溶發(fā)育機(jī)理與工程效應(yīng)研究[A];喀斯特與環(huán)境地學(xué)——盧耀如院士80華誕祝壽論文選集[C];2011年

3 馮東;陳多福;蘇正;劉芊;;海底天然氣滲漏系統(tǒng)微生物作用及冷泉碳酸鹽巖的特征[A];中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

4 劉寶明;金慶煥;夏斌;;南中國(guó)海中新世碳酸鹽巖的含油氣意義[A];2001年全國(guó)沉積學(xué)大會(huì)摘要論文集[C];2001年

5 夏宗清;顏丙宏;;碳酸鹽巖漏層受控壓力堵漏工藝的研究與實(shí)踐[A];第十四屆全國(guó)探礦工程（巖土鉆掘工程）學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

6 呂修祥;金之鈞;;碳酸鹽巖油氣田分布規(guī)律[A];石油大學(xué)（北京）盆地與油藏研究中心成立十周年成果選編（1993—2003）[C];2003年

7 郭宏偉;張研;宋建勇;李勁松;賈志坤;;基于有限元法的碳酸鹽巖強(qiáng)散射介質(zhì)數(shù)值模擬[A];中國(guó)地球物理2013——第十三專題論文集[C];2013年

8 趙撼霆;吳時(shí)國(guó);;東沙海區(qū)深水碳酸鹽巖的發(fā)育與地震識(shí)別特征[A];中國(guó)地球物理2010——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國(guó)地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

9 佟宏鵬;陳多福;;日喀則弧前盆地冷泉碳酸鹽巖的沉積組構(gòu)及碳同位素特征——我國(guó)古代甲烷冷泉的發(fā)現(xiàn)[A];中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第13屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

10 黃捍東;羅群;林娟華;劉洪昌;萬(wàn)云強(qiáng);;碳酸鹽巖巖性預(yù)測(cè)模型的建立與應(yīng)用——以建南地區(qū)龍駒壩構(gòu)造為例[A];中揚(yáng)子及周緣油氣成藏地質(zhì)要素學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 特約記者 高向東 付帥帥;[N];中國(guó)石油報(bào);2010年

2 記者 高向東　通訊員 秦麗娟 唐銘;[N];中國(guó)石油報(bào);2012年

3 記者 李東　蘇華;[N];中國(guó)石油報(bào);2011年

4 記者 李東 高向東;[N];中國(guó)石油報(bào);2013年

5 吳莉;[N];中國(guó)能源報(bào);2014年

6 通訊員 趙貝　陳利新;[N];中國(guó)石油報(bào);2008年

7 本報(bào)記者 高照;[N];中國(guó)石油報(bào);2014年

8 記者 馬永;[N];中國(guó)石油報(bào);2010年

9 魏艷;[N];中國(guó)礦業(yè)報(bào);2011年

10 記者 高向東　通訊員 裴新強(qiáng);[N];中國(guó)石油報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙彥彥;皖南新元古界藍(lán)田組碳酸鹽巖沉積地球化學(xué)[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

2 周琦;黔東新元古代南華紀(jì)早期冷泉碳酸鹽巖地質(zhì)地球化學(xué)特征及其對(duì)錳礦的控礦意義[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2008年

3 鄧興梁;塔里木盆地塔中油氣田碳酸鹽巖油氣地質(zhì)研究[D];南京大學(xué);2011年

4 何健;碳酸鹽巖氣藏?fù)p害描述及應(yīng)用研究[D];西南石油學(xué)院;2005年

5 司馬立強(qiáng);碳酸鹽巖縫—洞性儲(chǔ)層測(cè)井綜合評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用研究[D];西南石油大學(xué);2005年

6 王京;碳酸鹽巖裂縫型油藏多元信息綜合研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2009年

7 秦亞玲;地震疊前反演技術(shù)在碳酸鹽巖氣藏預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

8 初廣震;塔里木盆地寒武—奧陶系碳酸鹽巖微相與成巖作用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

9 高曉鵬;沾車地區(qū)沙四上亞段湖相碳酸鹽巖沉積特征研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

10 葉勇;碳酸鹽巖縫洞型儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)及在塔河油田南部的應(yīng)用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張志軍;碳酸鹽巖鍶同位素選擇性測(cè)定技術(shù)[D];成都理工學(xué)院;2001年

2 李石朋;碳酸鹽巖風(fēng)化機(jī)制的淋溶模擬及對(duì)鈾釷富集作用的指示[D];南華大學(xué);2014年

3 胡軍;峽東南“蓋帽”碳酸鹽巖古甲烷事件的地球生物學(xué)過(guò)程[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2012年

4 李現(xiàn)根;延慶—懷來(lái)地區(qū)中元古代沉積地層及微亮晶碳酸鹽巖研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2009年

5 賈志鑫;湖北宜昌九龍灣剖面震旦系陡山沱組蓋帽碳酸鹽巖微相研究[D];西北大學(xué);2009年

6 韓霄;邵家洼陷沙四段碳酸鹽巖儲(chǔ)層特征研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2011年

7 郄瑩;碳酸鹽巖內(nèi)斷裂帶結(jié)構(gòu)及與油氣成藏[D];東北石油大學(xué);2013年

8 李楊;碳酸鹽巖巖石物理與油氣儲(chǔ)層識(shí)別[D];成都理工大學(xué);2011年

9 彭鑫;碳酸鹽巖巖石物理研究及其應(yīng)用[D];成都理工大學(xué);2010年

10 宋立才;沾車地區(qū)沙四上亞段湖相碳酸鹽巖測(cè)井二次解釋研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

  本文關(guān)鍵詞：亞熱帶不同地質(zhì)背景水庫(kù)碳轉(zhuǎn)移過(guò)程的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：199334