广西桂林漓江典型河段水化学昼夜动态变化 及其对岩溶碳循环的影响

岩溶区河流水化学昼夜动态变化的研究, 对年际尺度河流监测计划制定、碳循环研究及其通量估算具有重要作用与意义。本文选择桂江上游漓江典型岩溶河流, 开展不同河段水化学高分辨率监测和高频水样取样工作, 分析了水化学的昼夜动态变化、沿流程变化及其影响因素, 探讨了水化学昼夜循环的生物代谢过程与光合作用机理。结果表明, 硅酸盐岩分布河段与碳酸盐岩分布河段水化学存在显著差异, 且具有不同的昼夜变化规律。总体上, 受补给流域地质背景控制, 从北部硅酸盐岩山区到南部峰林平原区, 即从上游到下游, 水温、pH、SpC、Ca2+和HCO– 3离子含量逐渐升高, 升高幅度分别为3.63 ℃、1.99、125.23 μS/cm、22.42 mg/L、73.32 mg/L。DO、pH、SpC、Ca2+、HCO– 3及δ13CDIC等指标昼夜变化主要受水生植物光合作用控制, 最大昼夜变幅分别为19.4 mg/L、2.02、56.4 μS/cm、12 mg/L、48.8 mg/L、–2.05‰。K+、Na+和 NO– 3离子含量昼夜变化主要受生物代谢过程(同化作用)控制。桂林河段水生植物光合作用消耗水体DIC及伴随的Ca沉降能显著影响水体饱和度和CO2分压, 白天CO2分压下降, 水体处于过饱和状态, 对水气界面脱气过程发生具有抑制作用。阳朔河段水体均处于过饱和状态, CO2分压处于与大气平衡的临界线附近, 意味着随着流程的增加, 水体产生脱气的可能性在减小, 说明秋冬季由岩溶作用溶蚀产生的碳汇是相对稳定的