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认识不同条件下岩溶水释放或吸收CO2的反应过程是研究碳酸盐岩对碳循环响应的前提和基础。本文从吉布斯自由能的热力学原理出发,对全球不同岩溶地区162组岩溶水(河水、溪水、湖水等)进行了热力学研究,结果显示:1)河水、溪水、湖水和洞穴滴水等岩溶水所处的环境因方解石矿物沉积而释放CO2成为大气CO2一个潜在的源;2)地下水在所处的环境下由于方解石的溶解而吸收CO2,成为大气CO2一个潜在的汇;3)少数出露点的泉水所处的环境既可发生方解石的溶解而吸收CO2,成为大气CO2的潜在汇,也可发生方解石的沉积而释放CO2,成为大气CO2的潜在源;4)在洪水期,泉水的水化学特征变化并未导致对大气CO2潜在贡献在源汇之间的跨跃性转变。162组岩溶水数据中,所有河水与溪水皆无一例外地在释放CO2。结果表明,从吉布斯自由能的热力学原理出发,研究岩溶水系统对大气CO2潜在源汇的贡献,没有条件约束,是一种较好的途径。 相似文献
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迎接地球科学的春天 总被引：1，自引：0，他引：1
通过水化学、碳稳定同位素和碳酸盐沉积物沉积速率的对比分析 ,发现在贵州乌江渡坝址灌浆廊道中存在两种不同类型的碳酸盐沉积物 ,即 :放CO2 型和吸CO2 型。前者如通常岩溶洞穴中所见 ,是天然条件下岩溶作用的产物 ;而后者则很特殊 ,它是灌浆帷幕和混凝土发生碳酸盐化的结果。由于碳酸盐化时自大气迅速吸入CO2 ,使得廊道中CO2 浓度降低 ,并每年可产生高达 10cm的碳酸盐沉积物。考虑到世界范围内水泥的大量使用 ,水泥或混凝土碳酸盐化的环境意义 ,即在全球碳循环的研究中对大气CO2 沉降的贡献是不容忽视的。据初步估算 ,该碳贡献量每年约 1亿t左右。 相似文献
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碳酸盐岩的H2CO3溶蚀产生岩溶碳汇,占整个岩石风化碳汇的 94%。西南岩溶区硫酸型酸雨严重,硫酸型酸雨广泛参与碳酸盐岩的溶蚀。H2SO4参与的碳酸盐岩风化是一个大气CO2净释放过程,具有减汇作用巨大。另一方面,岩溶区石灰土壤和地下水具有较高的pH值及盐基饱和度,对H+有巨大的缓冲作用,大气酸沉降在碳酸盐岩地区可能并不会造成地下水的HCO3-和pH降低;相反,较高浓度的SO42-所产生的盐效应和SO2-4与各种阳离子形成的离子对会增大方解石、白云石溶解度,可增强H2CO3对碳酸盐的溶蚀,这可能会使岩溶作用产生更大的碳汇效应。因此,硫酸型酸雨参与碳酸盐岩风化的减汇效应不仅可能被高估,硫酸型酸雨还可能增强碳酸盐岩的H2CO3溶蚀,具有增加岩溶碳汇效应的作用。应结合石灰土壤对大气酸沉降的缓冲容量和阈值及大气酸沉降的H+与土壤中盐基离子的交换量,并综合考虑盐效应、离子对作用、同离子效应,客观评价硫酸型酸雨流经石灰土壤层后对碳酸盐岩溶蚀吸收大气/土壤CO2的影响 相似文献
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国土资源部岩溶动力学开放研究实验室“九五”主要科研成果简介 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国岩溶》2001,20(1):73-74
“九五”期间，国土资源部岩溶动力学开放研究实验室以国际地质对比计划IGCP 379“岩溶作用与碳循环”、IGCP448“全球岩溶生态系统对比”、国家基金重点项目“我国典型岩溶动力系统与环境的相互作用与演变”和国土资源部重点科技项目“我国典型岩溶环境系统的运动规律及其对全球变化的影响”等为依托，在国际岩溶研究前沿进行探索的同时，研究工作紧密结合国家和社会需求，探讨用新的科技成果解决国民经济、新一轮国土资源大调查中的科技难题，为国家西部大开发中“推进岩溶地区石漠化综合治理”的国家目标开拓新思路。经初步统计，“九五”期间在各种核心刊物共发表论文23篇，SCI收录论文11篇，在其它刊物发表论文57篇。在国际岩溶会议作主旨特邀报告4次，发表论文15篇，出版专著3部。主要科研成果如下:
1 重要进展
进一步揭示了浅部岩溶动力系统在生物作用参与下积极参与全球碳循环，并用石灰岩溶蚀试片法和水化学法，结合GIS技术计算出我国大陆碳酸盐岩岩溶作用由大气回收CO2的量为1．774×1013g／a。根据西安附近辋川河流域的定位观测资料，计算了黄土地区碳酸盐溶蚀从大气回收CO2的量为21．8t／km2.a。
考虑到全球广泛分布着碳酸盐岩及水泥的大量使用，这两个过程均是大气CO2的两个重要的汇。基于野外观测数据，利用不同的方法评价后得出，水泥碳酸盐化消耗大气CO2的量级也在每年1亿吨碳左右。
通过对我国西南典型深部岩溶系统内川西鲜水河断裂带的10个温泉的CO2释放研究，年CO2释放量在400t以上，其中幔源的占60％左右。
通过森林区表层岩溶泉与裸露石山区表层岩溶泉对比研究，认识到只有提高表层岩溶带的森林覆盖率才能增加表层岩溶水的调蓄功能，使表层岩溶泉水常流不断。充分发挥和利用表层岩溶带特有的水循环作用，解决岩溶地区800万人饮水问题。
拓宽了研究古气候环境地域，并向新老两方面延长其环境重建的时间序列。选定了由云贵到西藏高原的1100m、2200m和3600m三个有正在沉积或大于20万年的石笋的岩溶台面的洞穴作为研究基地，并根据洞内外岩溶沉积建造相关沉积的物质依据和U系测年资料,初步确立了岩溶台面的演变、洞穴形成和该区岩溶水系变迁具伴生性、呈阶段性协调发展。
用贵州荔波县董哥洞一个长2．1m的石笋，通过TIMS铀系法测年及详细同位素分析，重建了距今9．8万年至14．5万年之间南方古气候变化过程，揭示了氧同位素6阶段及5e、5d、5c各阶段的古气候变化事件。 相似文献
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基于碳酸盐岩风化的碳源分析及土壤的影响作用机制 总被引：5，自引：1，他引：4
在CO2 - H2O- 岩石系统中由于碳酸盐岩的可溶性,使其回收土壤/大气CO2 的通量比硅酸盐岩更大。通过大陆河流湖泊HCO-3 来源和海洋碳来源两种计算方式得出,碳酸盐岩溶解回收大气CO2 的量是其它岩类的3倍以上。与同纬度地带性土壤相比,岩溶地区土壤通过促进土下碳酸盐岩的溶解与固碳作用对大气CO2 产生更为强烈的汇效应: 土壤的覆盖使土下碳酸盐岩的溶蚀速率平均提高4.35倍,从而加快了对土壤/大气CO2 的回收速率;富钙的土壤地球化学背景使石灰土富含胡敏酸钙,胡敏酸在土壤中的存留时间长达780～ 3 000年,是其它类型土壤有机质如富里酸的4～ 5倍,稳定的胡敏酸钙使土壤有机碳稳定性增加、周转周期延长而得以累积,固碳作用将减少土壤CO2 向大气的排放。石灰土的平均有机质含量比同纬度红壤、黄壤分别提高了44%、33% ,固碳作用十分明显。 相似文献
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《中国岩溶》2007,26(2):148-148
由中国地质科学院岩溶地质研究所、国土资源部岩溶动力学重点实验室刘再华研究员和德国不来梅大学(Bremen University,Germany)WolfgangDreybrodt教授合著的《岩溶作用动力学与环境》一书已由地质出版社正式出版发行。本书在综述岩溶作用动力学实验和理论研究的前人成果的基础上,主要阐述了岩溶作用动力学与环境有关的主要方面,并对未来研究的重点作了展望,是作者近20年潜心研究工作的全面总结。主要内容包括:CO2-H2O系统中碳酸盐岩溶解、沉积的物理化学基础;岩溶地区天然环境中碳酸盐溶解和沉积动力学实验和模拟;中国典型表层岩溶系统… 相似文献
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CO2向H^ 和HCO3^－的转换是一相对慢速过程。因此，其动力学可能决定碳酸盐岩的溶解速率。在灰岩和白云岩的溶解实验中，使用了自然界普遍存在的碳酸酐酶（CA）来催化这一CO2转换反应，结果发现，对灰岩而言，加入CA后，其溶解速率在高CO2分层时可增加10倍，而对白云岩，其溶解速率增加主要在低CO2分压时，可达3倍左右。这一发现表明，化学风化（包括碳酸盐岩溶解和硅酸盐风化）作用在大气CO2沉降和全球碳循环里的所谓丢失的汇中的重要性需要重新评价。毫无疑问，已往的研究由于未认识到CA在风化中的催化作用，因此低估了风化作用的速率，同时也低估了风化作用对大气CO2沉降的贡献。另一方面，也表明了研究自然界不同水体中CA分布及其活度和CA在自然界风化作用中的作用的必要性。 相似文献
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岩溶作用及其碳汇强度计算的“入渗-平衡化学法”——兼论水化学径流法和溶蚀试片法 总被引：8，自引：3，他引：5
岩溶作用通过碳酸盐岩溶解时消耗大气或土壤CO2成为重要的碳汇过程。本文首先简要介绍了定量评价岩溶作用及其碳汇强度的水化学径流法和碳酸盐岩溶蚀试片法及其优缺点,即水化学径流法仅适用于边界清楚且为全排型的流域,而试片法仅适用于土壤中不含碳酸盐矿物的条件。继而推导出了岩溶作用及其碳汇强度计算的“入渗-平衡化学法”(或称“潜在最大溶蚀法”),该方法的优点在于只要知道了相关地区的基本气候资料,如温度、降水和蒸发蒸腾数据,即可计算出该地区的岩溶作用及其碳汇强度。 相似文献
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对《中国岩溶作用产生的大气CO2碳汇的分区计算》一文的商榷 总被引：4，自引：1，他引：3
对2011年《中国岩溶》第4期文章《中国岩溶作用产生的大气CO2碳汇的分区计算》及其引用和认可的两个重要碳汇数据,就碳汇测定方法原理、参数取值、计算公式和计算结果做了一些讨论。认为,①由于参数取值不妥等原因,北方区计算结果可能偏大3倍以上;因运算有误以及径流模数评估不当,埋藏区岩溶碳汇计算结果可能偏大200多倍;②由于方法原理的固有缺欠,该文所引用的、用定点磨片溶蚀法取得的全球岩溶碳汇通量(6.08×108tC/a)可能偏大4倍;③所引用数据的原始计算中新提出的主要水循环碳汇项,由于考虑其地球化学产生机制过于简单,各项评估结果都可能偏大20倍以上;结果使给出的全球水循环碳汇净通量(0.6433GtC/a)偏大2倍多,实际上,比用化学通量法测定的全球碳酸盐风化碳汇值(0.2433±0.05GtC/a)大不了很多;水生光合碳汇截留量可能不会很大;④使用的化学径流碳汇计算公式,虽是当前国内外通用公式,但因属于只考虑大气/土壤CO2溶蚀的简化公式,需要对非大气/土壤CO2溶蚀做进一步校正;校正后全球岩溶碳汇通量将再减少35%左右;⑤综合分析现有测定结果显示,在有世界大河化学径流记录以来的100多年里,全球岩溶碳汇通量平均大概不会超过0.1±0.02GtC/a太多;由于其基数太低,即使进行人为干预,也只能是一个局部或附属的大气CO2汇(如附属于局部地区森林生长量的成倍增长);如果再考虑被碳酸盐风化作用临时吸收的大气CO2,绝大部分最终要因碳酸盐矿物再沉淀而重返大气,全球岩溶碳汇净通量可能比0.1±0.02GtC/a还要小1个数量级,即使在现今大气碳循环被严重扰动的条件下,似也不会成为一种重要的遗漏碳汇。 相似文献
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桂林漓江水体溶解无机碳迁移与水生光合碳固定研究 总被引：1，自引：0，他引：1
河流溶解无机碳含量昼夜变化主要受碳酸盐反向沉积、水生光合利用和脱气作用控制,被水生光合利用的溶解无机碳是岩溶碳汇的组成部分,脱气作用比例的大小是影响碳汇稳定性的决定因素。本文以漓江中游省里—冠岩之间15 km长河段为研究对象,开展昼夜高分辨率水化学自动化监测与高频取样,分析水生植物光合作用利用HCO3-1及相关钙沉降过程。结果表明,监测河段水生光合利用的无机碳转化通量为859 kgC?d-1,单位流程光合作用溶解无机碳转化量和钙沉降量分别为2.06 t?（d?km）-1和0.78 t?（d?km）-1。光合作用与钙沉降消耗DIC约占总转化量的70 %,以光合有机碳和CaCO3形式储存于河床,成为岩溶碳汇组成部分。无机碳转化量约占输入DIC总量的6.0 %（其中1.7%以CO2形式返回大气）,说明夏季低水位期间强烈的水生植物光合利用溶解无机碳,可有效遏制白天水气界面CO2脱气过程发生,低脱气比例证实漓江水体的溶解无机碳还是比较稳定的。 相似文献