外源酸作用下的岩石风化特征及其碳汇效应:以赤水河为例OA

【研究目的】外源酸加速了喀斯特流域岩石风化并影响碳汇效应。赤水河具有典型的喀斯特地貌特征,研究其流域内水化学特征、溶质来源及外源酸作用,对准确评估喀斯特地区碳汇效应具有重要意义。【研究方法】本研究测定了赤水河干流河水的主要离子浓度,结合离子比值法、Galy模型和质量平衡模型等方法识别流域内岩石风化特征、估算溶质来源贡献以及在外源酸作用下的碳酸盐岩溶蚀比例。【研究结果】赤水河流域的pH范围为7.4~9.5,TDS范围为261~365 mg/L;阳离子主要以Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,阴离子包括HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)。其中,Ca^(2+)和Mg^(2+)占流域内总阳离子92.3%,HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)分别占总阴离子的60.3%、28.9%和6.6%,水化学类型主要是HCO_(3)^(–)–Ca^(2+)型或HCO_(3)^(–)–(Ca·Mg^(2+))型。【结论】赤水河流域内的溶质组成主要受水岩作用和人为活动的综合影响。其中,Ca^(2+)+Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化作用,Na^(+)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)等离子浓度主要受生活污水、农业氮肥和矿业活动等人为活动的影响。赤水河上游流域具有典型喀斯特征,河流水化学表现出较高地碳酸盐岩溶蚀特征。此外,在外源酸的影响下,赤水河流域的碳酸盐岩风化速率增加了60.7%,碳汇通量降低了45.0%。因此,评估流域内碳酸盐岩的溶蚀速率和碳汇过程时,人为活动影响及外源酸的作用不可忽视。