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洞穴高强度旅游活动产生的CO2对洞穴滴水水文地球化学及洞穴沉积物沉积具有重要影响。本文于2017年9月30日-10月9日对贵州绥阳大风洞洞穴CO2、温度、相对湿度、游客数量及洞穴滴水水化学指标等进行连续监测,运用系统分析方法对各要素进行综合分析。结果发现：① 受游客数量和洞穴通风效应等因素影响,洞穴空气CO2分压（PCO2（A））在时间序列上呈现明显的昼夜变化和日际变化,表现为白昼高、夜间低,游客多的天数高,游客少的天数低。在空间变化上,由于通风程度和洞腔体积不同,不同监测点PCO2（A）存在明显差异,由洞内深处至洞口分别为3#（神泉玉露）>1#（时光隧道）>2#（夜明珠）;② 通过比较PCO2（A）和滴水水温,前者对CO2溶解度影响比后者更为显著,表明PCO2（A）是洞穴沉积过程中最重要的驱动因素之一;③ 洞穴滴水水温、滴水PCO2分压（PCO2（W））与PCO2（A）变化趋势大体一致,也呈现出明显的昼夜变化和日际变化。pH、SIc和HCO3-变化趋势大体上与PCO2（A）相反,EC和Ca2+则无明显的昼夜变化,但存在一定的日际变化。随着旅游活动强度的增加,滴水水化学变化幅度逐渐增大。此外,不同滴水点所在洞腔结构、大小、封闭程度等不同,使PCO2（A）的扩散和通风程度存在差异,进而影响洞穴滴水水化学组分和洞穴沉积物沉积状况。因此,本研究对于洞穴环境保护和管理及其岩溶洞穴碳循环的研究具有重要意义。 相似文献
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岩溶作用季节性变化对洞穴沉积物沉积速率的影响研究——以重庆雪玉洞地下河系统为例 总被引：1，自引：0，他引：1
以重庆雪玉洞地下河系统为例,通过对2007年2月―2011年9月的水化学结果进行分析,结合近年来对洞穴沉积物沉积速率和洞穴CO2浓度的监测,发现雪玉洞地下河水化学成分受围岩的岩溶作用控制,地下河水中的3HCO、Ca2+分别占总离子的84.2%～94.4%,水化学类型为Ca2+-3HCO型。与西南其他岩溶研究区相比,该研究区域由于上覆植被好、枯枝落叶多、土质松软、岩石裂隙发育等因素,促使雨季岩溶作用较旱季异常强烈,雨季地下水中的3HCO、Ca2+和电导率较旱季分别高出20.1%、29.9%和16.5%。洞穴滴水在滴落过程中释放出CO2,导致洞穴CO2浓度升高,但由于雨季水源较旱季更为充裕(洞内表现为滴水增多),因而雨季的洞穴沉积速率较旱季高82.5%。雪玉洞内温度稳定、水汽饱和以及CO2浓度较高,使得岩溶沉积不易风化、色白如玉。 相似文献
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干旱区盐碱土无机CO2通量是一个崭新、独特的科学现象,打破了土壤CO2通量完全来自于有机源的假设;然而,盐碱土无机CO2通量在土壤CO2通量和全球碳循环中的重要性还缺乏分离和量化的依据,因而存在很大的不确定性。通过采用高压灭菌的方法,将盐土和碱土的土壤无机CO2通量从土壤CO2通量中分离。结果表明：高压灭菌方法并不改变土壤的理化性质,并通过土壤有机CO2通量与温度的关系验证了分离方法的有效性,从而为盐碱土无机CO2通量的分离、量化和评估提供了一个可靠有效的方法。盐碱土的土壤无机CO2通量是土壤CO2通量的重要组分,土壤无机CO2通量的分离对精确解析干旱区盐碱土生态系统的碳循环是必要的;对盐碱土土壤无机CO2通量的研究,将促进对干旱区盐碱土土壤CO2通量和全球碳循环的理解。 相似文献
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全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估 总被引：7，自引：0，他引：7
碳酸盐岩风化吸收的大气CO2主要以HCO3 -形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km 2以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO2的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO2 yr -1,平均CO2吸收通量为7.93±2.8 t km -2 yr -1。CO2吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO2年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO2年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO2吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO2吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO2吸收通量的均值为8.50 t km -2 yr -1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。 相似文献
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不同植被类型覆盖下土壤CO2浓度对洞穴景观的影响 总被引：10，自引：0，他引：10
土壤中的CO2 通过影响土壤水对碳酸盐岩的溶蚀能力控制洞穴滴水中的Ca2 +初始含量 ,同时它进入洞穴水体后溶解度的变化也会影响洞穴景观的形成。研究表明 ,不同植被类型对土壤CO2 浓度会产生不同影响。本文通过模拟分析认为 ,在一定范围内 ,地表生态系统的改善有利于土壤中CO2 的增加和洞穴中碳酸钙沉积景观的发育 ,但是若超过一定的阈值 ,即土壤中的CO2 浓度过高 ,使喀斯特水中的CO2 不能在洞穴顶部碳酸盐岩体渗流过程中完全被消耗时 ,洞穴滴水的酸性会对碳酸钙产生溶蚀作用 ,易形成洞穴溶蚀景观。 相似文献
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北极海冰消退造成了开阔水域面积的增加,进而促进表层海水吸收更多的二氧化碳(CO2),导致表层CO2分压(pCO2)呈上升趋势。然而,目前还缺少对于海冰消退过程中pCO2的显著变化及其与海冰联系的相关研究。本研究基于2008年中国第三次北极科学考察数据,发现西北冰洋夏季海表pCO2的分布呈现出陆架区低海盆区高的特征,整个海区总体上为大气CO2的汇,其中陆架区碳汇通量为13.8 mmol·m–2·d–1,而广阔的加拿大海盆区仅为3.7 mmol·m–2·d–1。本研究重点分析了海盆区高pCO2和低碳汇的驱动机制,根据质量平衡模型模拟了加拿大海盆区在整个海冰融化过程以及随开阔海域时间延长的情景下,海表pCO2的响应变化趋势。结果表明:(1)在融冰过程中,海-气CO2交换驱动pCO2呈缓慢增... 相似文献
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干旱、半干旱区土壤CO2通量是土壤-大气碳循环的关键过程。尽管近期研究发现,该过程中存在非生物CO2通量部分,但对该通量及其对土壤温度的响应仍不清楚。为此,本研究于2012年5月至2013年4月,在毛乌素沙地西南缘长期定位观测灭活土壤的CO2通量及土壤温度与降雨量。结果显示:土壤非生物CO2通量在2012年5-10月及2013年3-4月基本表现为白天正值,而夜晚负值;其余月份中,其日尺度上变化不大。在观测期内,非生物CO2通量与土壤温度变化率呈直线关系,但决定系数不高。另外,无降雨或小降雨发生时,日尺度上土壤非生物CO2通量与土壤温度存在明显的时间滞后效应,而该效应会被较大的降雨严重干扰。研究结果表明,土壤非生物CO2通量对土壤温度的响应会较易被其他因子(如降雨)干扰,通过土壤温度单因子对它预测,结果可能不够准确。 相似文献
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冰川融水径流的发育和形成过程中,存在大量水化学侵蚀,尤其是K/Na长石及碳酸盐的水解作用,可能消耗水体中H+,促使大气CO2溶于水形成重碳酸盐,影响区域碳循环。2015年7月21日-2017年7月18日选取相对平坦开阔的西天山科其喀尔冰川表碛物覆盖区,利用涡度相关法进行CO2通量监测。结果表明：大气CO2通量介于-17.99~3.59 g·m-2·d-1之间,平均值为-2.58 g·m-2·d-1,说明研究区是一个显著的碳汇。净冰川区系统CO2交换量主要受大气CO2通量支配,但日内变化显著,白天因冰雪消融导致大气CO2沉降于融水中促进区域水化学侵蚀,而夜间因太阳辐射减少,冰雪消融减弱甚至停止,抑制了区域CO2沉降,甚至再生冰的形成引起溶解于液态水中的CO2释放。净冰川区系统CO2交换量与气温呈显著的负相关关系,即气温升高,大气CO2沉降量增加;当降水量小于8.8 mm时,交换量随降水量变化不显著,而降水量大于8.8 mm时,CO2沉降量随降水量增加而减少。净冰川区系统CO2交换量随日径流量的变率遵循：积雪消融期 > 积雪积累期 > 冰川消融前期 > 冰川消融后期 > 冰川消融峰期,意味着积雪消融存在时,系统CO2交换量随日径流量变率较大,可能是因积雪本身的阻尼作用或积雪期水文通道不发育,积雪融水较冰川冰融水汇集相对较慢,为可溶性物质化学反应提供充分时间,增强了CO2沉降。 相似文献
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2008和2009年夏在北极新奥尔松地区（Ny-Ålesund）不同苔原区域（鸟类保护区、海滩苔原、矿区、人类活动区等）监测CO2、CH4和N2O近地面浓度的时空变化并分析其可能的影响因素。2008年7月25日-8月13日和2009年7月13-26日,在不同观测区域设置常规和非常规采样点采集气体样品共239瓶并妥善保存。实验室内使用气相色谱（GC）测定准确真空瓶中温室气体（CO2、CH4和N2O）的浓度。鸟类保护区的日变化中,2008年鸟类保护区CO2和N2O日变化浓度均大于2009年约30 ppm和25 ppb。2008年海滩苔原CO2浓度均高于2009年约30 ppm;N2O浓度低于2009年11 ppb;2008年鸟类保护区CH4浓度低于2009年,而海滩苔原2008年浓度高于2009年,差值均约为0.7 ppm。这些年际变化可能由环境条件（天气变化等）和地表覆盖情况的变化引起。高海鸟活动区（HB）CO2浓度低于海鸟活动较少的区域（MB 和 LB）;鸟类保护区CO2浓度低于海滩苔原,N2O浓度高于海滩苔原,主要原因是海鸟活动和鸟粪增加了土壤营养元素,影响苔藓植被发育的情况并改变上垫面状况。综合不同苔原区域：新奥尔松地区CO2和CH4浓度高于ZEP (Zeppelin Station)监测平均浓度,地表向大气输送CO2和CH4;而N2O低于ZEP监测的平均浓度,地表从大气吸收N2O。不同区域影响因素不同：鸟类保护区、海滩苔原和鸟岛主要是受到海鸟活动影响;矿区主要是受水分和土壤基质影响;站区和机场受到人类活动影响但并不明显,总的来说直接原因是由于地表覆盖情况以及地形不同引起。 相似文献
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沙漠及绿洲不同覆被下大气CO2浓度的梯度变化 总被引：4，自引：1，他引：3
运用美国生产的开环气体交换系统LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了沙漠及绿洲不同覆被下大气CO2浓度的梯度变化。结果表明,2001年巴丹吉林沙漠南缘大气CO2浓度为366μmol·mol-1,秋季大气CO2浓度梯度在1~ 10m高度范围内为0,CO2浓度与气温呈线形正相关,相关系数为0.87;与空气相对湿度呈线形负相关,相关系数为 -0.86。秋季绿洲区CO2浓度高于沙漠区,人类活动向大气排放CO2,是绿洲区CO2浓度高于沙漠区的主要原因。绿洲不同覆被类型其CO2浓度梯度明显不同,影响CO2浓度梯度的主要因素为:人类活动、覆被变化、气象因子。覆被变化研究得出,杨树林初秋光合作用最强时在10m高度范围内CO2浓度可降低22μmol·mol-1;另外得出,降雨能够明显降低空气CO2浓度。 相似文献
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洞穴次生化学沉积物与地质背景及洞穴环境的耦合关系——以广西巴马水晶宫为例 总被引：1，自引：0，他引：1
运用岩溶地貌及洞穴次生化学沉积物的成景机制和原理,结合动态耦合的方法和系统的观点,通过“洞穴”这一共同作用的对象,将洞穴的区域地质背景、洞穴外部环境、洞穴内部环境与洞穴次生化学沉积物成景过程进行有机联系,创立某一洞穴次生化学沉积物成景耦合系统,概括其内涵、特征和意义。同时通过对广西巴马水晶宫区域地质背景、洞穴外部环境、洞穴内部环境等系统分析和研究,全面系统探讨水晶宫洞穴次生化学沉积物的成景耦合过程,并按不同时期区域构造运动的程度及洞穴次生化学沉积物的形成特征,将该成景耦合过程划分为4个可往复循环的阶段：① 区域构造平稳前期—洞穴次生化学沉积物形成发育阶段;② 区域构造平稳中期—洞穴次生化学沉积物大规模发育阶段;③ 区域构造平稳后期—洞穴次生化学沉积物缓慢或停止发育阶段;④ 区域间歇性构造运动—洞穴次生化学沉积物崩塌阶段。 相似文献
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旅游活动对洞穴环境的影响及洞穴的自净能力研究——以重庆雪玉洞为例 总被引：7，自引：1，他引：6
洞穴空气中的CO2对洞穴次生化学沉积物的沉积和溶蚀有重要的影响.文中基于2010-09-30- 10-08对重庆雪玉洞洞穴CO2浓度、温湿度进行的为期8d的连续监测,并结合“十一”黄金周期间的客流量进行综合分析.结果发现:(1)受旅游活动的影响,洞穴内空气CO2浓度有明显的累积效应;温度变化幅度加大,但没有累积效应;由于地下河和滴水的影响,洞内空气相对湿度一直处于过饱和状态,这是温度没有形成累积效应的一个重要原因.(2)由于洞内外温差的影响,洞口处会形成由洞内向洞外流动的气流,使得近洞口处的空气CO2浓度 相似文献
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Inter-annual variability in total precipitation can lead to significant changes in carbon flux. In this study, we used the eddy covariance (EC) technique to measure the net CO2 ecosystem exchange (NEE) of an alpine meadow in the northern Tibetan Plateau. In 2005 the meadow had precipitation of 489.9 mm and in 2006 precipitation of 241.1 mm, which, respectively, represent normal and dry years as compared to the mean annual precipitation of 476 mm. The EC measured NEE was 87.70 g C m-2 yr-1 in 2006 and -2.35 g C m-2 yr-1 in 2005. Therefore, the grassland was carbon neutral to the atmosphere in the normal year, while it was a carbon source in the dry year, indicating this ecosystem will become a CO2 source if climate warming results in more drought conditions. The drought conditions in the dry year limited gross ecosystem CO2 exchange (GEE), leaf area index (LAI) and the duration of ecosystem carbon uptake. During the peak of growing season the maximum daily rate of NEE and Pmax and α were approximately 30%-50% of those of the normal year. GEE and NEE were strongly related to photosynthetically active radiation (PAR) on half-hourly scale, but this relationship was confounded by air temperature (Ta), soil water content (SWC) and vapor pressure deficit (VPD). The absolute values of NEE declined with higher Ta, higher VPD and lower SWC conditions. Beyond the appropriate range of PAR, high solar radiation exacerbated soil water conditions and thus reduced daytime NEE. Optimal Ta and VPD for maximum daytime NEE were 12.7℃ and 0.42 KPa respectively, and the absolute values of NEE increased with SWC. Variation in LAI explained around 77% of the change in GEE and NEE. Variations in Re were mainly controlled by soil temperature (Ts), whereas soil water content regulated the responses of Re to Ts. 相似文献
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为探索湿地水位变化与土壤气体排放之间的关系,对黄河中游芦苇湿地进行了半注水和满注水样地处理后的动态监测,对比了7 d水位变化过程中土壤气体排放差异。结果表明：注水造成了土壤CO2排放速率的显著差异;随土壤温度上升,H2O、CO2、H2S排放速率都有上升趋势（满注水样地的H2O除外）;半注水和满注水造成的影响,H2O排放速率表现为趋同-异步-消失的特征,在注水前期（63.73 h）半注水和满注水差异基本一致,后期差异较大,直至125.64 h后注水的影响才消失,总体分别造成H2O排放总量76.3%和31.3%的增加;CO2排放速率表现为异步-趋同的特征,注水初期环境的改变造成CO2排放的一致减少,37.69~68.66 h二者出现明显差异,68.66~125.64 h水位虽然恢复,但差异仍然存在,注水分别造成CO2排放总量50.1%和43.2%的减少;H2S排放速率表现为无变化-异步-无变化的特征,总体造成H2S排放总量42.3%和32.3%的增加。研究追踪了水位上升后土壤H2O、CO2和H2S排放速率变化的动态过程,其影响具有异步性和持续性的特点,CO2排放速率表现出较长的响应周期。研究结果对于河流湿地生态功能研究具有重要意义,湿地土壤气体排放对水位变化的响应滞后意味着对湿地生态功能的重要影响,其波动过程需要更长时段的精准研究。 相似文献
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固沙植被区两类结皮斑块土壤呼吸对降雨脉冲的响应 总被引：2，自引：1，他引：1
与降水事件密切相关的土壤水分有效性是荒漠生态系统土壤呼吸的重要驱动因子。研究了固沙植被区以藓类和藻类为主的生物土壤结皮斑块土壤呼吸对模拟降雨(5、10、20 mm)的响应。结果表明:3种降雨量对不同结皮斑块土壤呼吸均有显著的激发作用, 但2种土壤的响应特征不同。藓类结皮斑块土壤呼吸速率在降雨后0.5 h达到最大值, 而藻类结皮斑块土壤在降雨后2 h达到最大值, 其呼吸速率分别是降雨前土壤呼吸速率的43~58、21~25倍,随后, 两类结皮斑块土壤呼吸速率逐渐下降并恢复到降雨前水平。随着降雨量的增加, 藓类结皮斑块土壤最大呼吸速率和平均呼吸速率显著增大, 而藻类结皮斑块土壤则无明显变化; 2种土壤碳释放量均随着降雨量的增大而增加。在相同降雨条件下, 藓类结皮斑块土壤呼吸速率峰值和平均值及碳释放量均显著大于藻类结皮斑块土壤。表明生物土壤结皮和降雨量均对荒漠生态系统土壤呼吸起着重要的调控作用。 相似文献
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CO2 emissions to the atmosphere were studied in a fertilized sandy agricultural soil with and without a catch crop sown into the main crop. The catch crop was grown primarily with the purpose to decrease N-leaching but this study also wanted to find out if the catch crop could have an effect in a climate change perspective. Plots with catch crop showed decreased CO2 emissions from the soil. Since previous results have shown that catch crops effectively decrease N-leaching we recommend growing catch crops as an effective measure for helping both the climate and the eutrophication issue. Seasonal variations in CO2 emissions were pronounced with maximum emissions from the fertilized agricultural soil in June and from an adjacent unmanaged grassland in August. From the plot with catch crop emissions decreased in July and August but somewhat increased later in the autumn. Fertilized agricultural soil showed a within-soil CO2 sink after harvest, i.e. within-soil CO2 uptake. Availability of NH4+ or NO3- in the soil seems to influence the within-soil CO2 sink, with NH4+ enforcing the sink while the same amount of NO3- instead increased CO2 emissions. 相似文献