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研究亮點

成都山地所在青藏高原多年凍土河流溶解態碳輸移研究中取得新進展

時間:2019-11-15   文章編輯:環境重點實驗室   文本大小:【 |  | 】  【打印

  河流是連接陸地、大氣和海洋碳庫之間重要界面和通道,對于碳在各個碳庫之間的交換過程有重要作用。多年凍土的碳儲量巨大,隨著氣候變暖和多年凍土退化,這些凍土碳會在凍土消融后隨產流過程進入到河流中,影響河流的生物地球化學過程和區域碳收支。然而,目前對于青藏高原多年凍土流域河流碳輸移規律的認識還不夠清楚。中科院成都山地災害與環境研究所山地水文與生態研究團隊王根緒研究員和宋春林博士選擇青藏高原長江源區的典型凍土流域,對該區域河流溶解態無機碳和溶解態有機碳(DICDOC)輸出規律展開了研究。 

  研究結果發現,風火山流域溶解態碳以DIC為主,活動層凍融過程對于河流 DICDOC 濃度及通量均有顯著影響。在融化期,DIC濃度隨著融化深度的加深而增大,DOC和融化深度的關系較弱。隨著融化深度增加,DIC DOC 通量增加,并且水平碳通量隨著凍結層厚度增加而減小。活動層變化直接影響河流碳濃度并且通過影響徑流間接影響碳通量。河流溶解碳輸出的季節性變化高度依賴于活性層融化和凍結過程,反映了多年凍土區特殊的河流碳輸出過程。 

  由于河流溶解態碳以DIC為主,該團隊進一步研究了DIC的來源以及控制因子。基于穩定碳同位素方法發現,長江源區的DIC以地源(Geogenic)為主,生源(Biogenic)占次要位置。進一步利用基于水化學的端元混合模型MixSIAR方法發現,DIC主要來自蒸發鹽巖和硅酸鹽巖風化及溶解過程,而碳酸鹽風化來源較少,并利用不同數據源得到驗證。這一結果與北極凍土流域DIC來源不同,顯示了青藏高原特殊的巖性和氣候特征。在空間分異上,δ13C-DIC同位素值從上游到下游逐漸富集(增加),這一過程主要受到河流CO2沿流程排放的分餾過程導致,同時也受到凍土覆蓋度和植被的影響。季節性溫度、徑流以及活動層凍融過程也會影響δ13C-DIC同位素值,這主要是由于融化過程導致DIC的來源發生變化導致的。 

  以上結果增加了對青藏高原河流碳循環的認識,對于研究區域碳平衡具有重要意義。 

  相關研究得到國家自然科學基金重點項目(91547203)、第二次青藏高原科學考察項目(2019QZKK0304)以及國家留學基金委等的支持。研究成果發表在國際期刊PeerJWater Resources Research上。 

  論文鏈接1https://peerj.com/articles/7146/ 

  論文鏈接2https://doi.org/10.1029/2019WR025343 

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