本研究以南水北调重要水源涵养区官山河流域为研究对象,通过分析枯水期与丰水期河流水体稳定碳同位素(δ13CDIC)及二氧化碳分压(pCO2)的变化特征,揭示了岩石风化、土壤CO2输入及水生光合作用对水体无机碳来源与转化的影响...本研究以南水北调重要水源涵养区官山河流域为研究对象,通过分析枯水期与丰水期河流水体稳定碳同位素(δ13CDIC)及二氧化碳分压(pCO2)的变化特征,揭示了岩石风化、土壤CO2输入及水生光合作用对水体无机碳来源与转化的影响。结果表明:(1)官山河流域δ13CDIC变化范围为-20.53‰~-6.46‰(均值-12.46‰),pCO2为42.66~2454.71μatm(均值803.27μatm)。δ13CDIC与pCO2均呈现显著季节性差异,丰水期δ13CDIC较枯水期显著负偏(均值-15.71‰vs-9.36‰),而枯水期pCO2普遍高于丰水期(1123μatm vs 540μatm);(2)岩石风化是控制DIC来源的主导因素,其中H2CO3参与碳酸盐岩和硅酸盐岩风化的δ13CDIC贡献率分别为13%和48%,H2SO4参与碳酸盐岩风化的贡献率达39%;(3)丰水期降雨、高温及农业活动促进了土壤CO2输入,导致δ13CDIC负偏;水体DO与pCO2呈显著负相关(P<0.01),与δ13CDIC呈显著正相关(P<0.01),证实了水生植物和藻类光合作用对碳同位素分馏的调控作用。本研究阐明了亚热带山区河流碳循环的多过程耦合机制,为南水北调水源区碳管理提供了科学依据。展开更多
基于云南滇西司岗里洞一支长约1908 mm石笋(编号SGL1220)的15个230 Th年龄和1038个氧同位素数据,建立了8.9~5.4 ka B.P.时段平均分辨率约为3.7年的印度夏季风演变时间序列。记录显示印度夏季风在早全新世(8.9~7.5 ka B.P.)较强且相对稳...基于云南滇西司岗里洞一支长约1908 mm石笋(编号SGL1220)的15个230 Th年龄和1038个氧同位素数据,建立了8.9~5.4 ka B.P.时段平均分辨率约为3.7年的印度夏季风演变时间序列。记录显示印度夏季风在早全新世(8.9~7.5 ka B.P.)较强且相对稳定,约7.7 ka B.P.后呈现显著长期减弱趋势,并与北半球夏季太阳辐射的衰减及热带辐合带(ITCZ)的南移高度一致。对比东亚季风区多支石笋记录,SGL1220记录所揭示的季风显著减弱起始时间(约7.7 ka B.P.)较东亚季风区(约7.4~6.9 ka B.P.)早约数百年,揭示了亚洲季风子系统在亚轨道尺度演化上存在异步性特征。在此长期趋势背景下,SGL1220石笋δ18O序列还揭示了显著的百年尺度高频气候振荡,即8.3~8.0 ka B.P.、6.7~6.5 ka B.P.和6.25~5.8 ka B.P.的3次弱季风事件。通过分析对比结果表明,研究区在早全新世与中全新世对百年尺度气候突变事件的响应机制存在显著差异。早全新世的8.2 ka事件表现为亚洲季风区广泛的同相位减弱,主要响应于北大西洋淡水注入导致的温盐环流减弱及ITCZ南移;而中全新世的“6.3 ka B.P.”事件,SGL1220石笋δ18O记录与印度季风区(如阿曼)石笋δ18O记录呈反相位关系;在中全新世时段SGL1220石笋变化与太阳总辐照度(TSI)呈负相关关系,指示研究区中全新世的百年尺度气候突变事件与太阳活动变化密切相关,但二者呈负耦合关系,即太阳辐射增强(减弱),对应区域降水减少(增多)。展开更多
摘要本研究以南水北调重要水源涵养区官山河流域为研究对象,通过分析枯水期与丰水期河流水体稳定碳同位素(δ13CDIC)及二氧化碳分压(pCO2)的变化特征,揭示了岩石风化、土壤CO2输入及水生光合作用对水体无机碳来源与转化的影响。结果表明:(1)官山河流域δ13CDIC变化范围为-20.53‰~-6.46‰(均值-12.46‰),pCO2为42.66~2454.71μatm(均值803.27μatm)。δ13CDIC与pCO2均呈现显著季节性差异,丰水期δ13CDIC较枯水期显著负偏(均值-15.71‰vs-9.36‰),而枯水期pCO2普遍高于丰水期(1123μatm vs 540μatm);(2)岩石风化是控制DIC来源的主导因素,其中H2CO3参与碳酸盐岩和硅酸盐岩风化的δ13CDIC贡献率分别为13%和48%,H2SO4参与碳酸盐岩风化的贡献率达39%;(3)丰水期降雨、高温及农业活动促进了土壤CO2输入,导致δ13CDIC负偏;水体DO与pCO2呈显著负相关(P<0.01),与δ13CDIC呈显著正相关(P<0.01),证实了水生植物和藻类光合作用对碳同位素分馏的调控作用。本研究阐明了亚热带山区河流碳循环的多过程耦合机制,为南水北调水源区碳管理提供了科学依据。
摘要基于云南滇西司岗里洞一支长约1908 mm石笋(编号SGL1220)的15个230 Th年龄和1038个氧同位素数据,建立了8.9~5.4 ka B.P.时段平均分辨率约为3.7年的印度夏季风演变时间序列。记录显示印度夏季风在早全新世(8.9~7.5 ka B.P.)较强且相对稳定,约7.7 ka B.P.后呈现显著长期减弱趋势,并与北半球夏季太阳辐射的衰减及热带辐合带(ITCZ)的南移高度一致。对比东亚季风区多支石笋记录,SGL1220记录所揭示的季风显著减弱起始时间(约7.7 ka B.P.)较东亚季风区(约7.4~6.9 ka B.P.)早约数百年,揭示了亚洲季风子系统在亚轨道尺度演化上存在异步性特征。在此长期趋势背景下,SGL1220石笋δ18O序列还揭示了显著的百年尺度高频气候振荡,即8.3~8.0 ka B.P.、6.7~6.5 ka B.P.和6.25~5.8 ka B.P.的3次弱季风事件。通过分析对比结果表明,研究区在早全新世与中全新世对百年尺度气候突变事件的响应机制存在显著差异。早全新世的8.2 ka事件表现为亚洲季风区广泛的同相位减弱,主要响应于北大西洋淡水注入导致的温盐环流减弱及ITCZ南移;而中全新世的“6.3 ka B.P.”事件,SGL1220石笋δ18O记录与印度季风区(如阿曼)石笋δ18O记录呈反相位关系;在中全新世时段SGL1220石笋变化与太阳总辐照度(TSI)呈负相关关系,指示研究区中全新世的百年尺度气候突变事件与太阳活动变化密切相关,但二者呈负耦合关系,即太阳辐射增强(减弱),对应区域降水减少(增多)。