柳江流域柳州断面水化学特征及无机碳汇通量分析

用河流水化学的离子组成特征来揭示流域化学风化过程及其碳汇效应成为了当前全球变化研究的一个重要方面. 对2013年1月至12月柳州段河水每月2~3次采样分析,结果表明,水化学类型为舒卡列夫分类法中的HCO3-Ca型,离子组成以Ca2+和HCO3-为主,这主要体现了流域内碳酸盐岩溶解对河水水化学特征的控制作用. 河水的主要离子质量浓度表现出明显的季节变化特征,总体上冬季最高,秋季和春季次之,夏季最低. 其中Ca2+和HCO3-离子质量浓度受稀释效应和CO2效应的共同作用,表现为夏季最低,秋季最高; 其它离子的质量浓度变化受稀释效应、农业活动或两者的共同作用的影响. 对河水的化学计量分析表明碳酸和硫酸共同参与了流域碳酸盐的风化,并且δ34 S的值为7.65‰~8.55‰,通过分析SO42-可能主要来自矿床硫化物的氧化和大气酸沉降. 为了准确估算岩溶碳通量,运用化学质量平衡法,估算出[HCO3-硫酸]/[HCO3-]=28.26%,在扣除硫酸作用产生的无机碳(HCO3-)的基础上,运用水化学-径流法估算出柳江柳州断面无机碳通量(以CO2计)为8.95×105 t ·a-1. 并且通过分析碳通量与流量和HCO3-之间的关系,表明河流流量是影响岩溶碳通量的主控因素