岩溶所专家揭秘岩溶区水体水气界面碳循环变化

自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所，自然资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室日前在岩溶区水体水气界面碳循环研究方面取得新进展。

岩溶区水体水气界面碳循环是全球内陆水体水气界面碳循环的重要组成部分，也是岩溶作用碳循环研究的重要内容，是定量准确评价流域岩溶碳汇效应的关键。岩溶所蒲俊兵研究员团队利用自主设计的浮游静态箱和薄边界模型法，选择岩溶地下水补给的溪流、水库和流经岩溶区的大型河流作为研究区，进行不同时空尺度的野外监测研究，获得了新的科学认识。

对流经岩溶区的大型河流（桂江）的25个断面的监测研究表明，桂江水气界面二氧化碳交换表现出显著的季节和空间变化。桂江流域全年总体上为大气二氧化碳的源；但在冬季，二氧化碳脱气受到极大的限制，甚至表现为大气二氧化碳的汇。对以岩溶地下河为主要补给的（补给量占90%以上）的大龙洞水库的研究表明，大龙洞水库水气界面二氧化碳交换量表现出显著的季节变化和昼夜差异。大龙洞水库类似湖泊的“热分层效应”控制了二氧化碳脱气量的季节变化；在“热分层效应”显著的夏季，二氧化碳脱气量昼夜变化差异较小，但在翻库期间二氧化碳脱气量昼夜变化差异较大。对以岩溶地下河为主要补给的（补给量占98%以上）的官村地表溪流的4个断面的研究表明，官村溪流水气界面二氧化碳交换表现出强烈的空间差异性，说明在岩溶地下河-溪流的体系中，当岩溶地下水转移到地表后会发生强烈且迅速的碳排放。同时，在官村溪流降雨期的高分辨率监测研究表明，降雨期间，受到水生光合生物新陈代谢过程的影响，溪流仍旧存在溶解无机碳的昼夜变化现象。

上述研究成果强调了水生光合作用和碳酸盐缓冲体系在抑制岩溶水体中二氧化碳脱气方面的重要性，定量评估了具有高度时空异质性的水体二氧化碳交换通量。科研人员认为，要准确评估岩溶水体水气界面二氧化碳交换通量和碳汇量，必须根据其高度的时空异质性特征，改进监测方法，提高通量评估的准确性。□（蒲俊兵 张陶）