土地利用变化对典型碳酸盐岩流域风化碳汇的影响——以云南小江岩溶流域研究为例

• 作者: 侯宏冰 刘长礼 姜建梅 宋超 张云 林良俊 王俊坤 王晶晶 王秀艳 裴丽欣
• 来源期刊: 中国地质
• 学科: 地球科学
• 关键词: 二氧化碳吸收强度 土地利用变化 化学风化 喀斯特地区 地下水
• 年，卷（期）: 2011,（2）
• 页码范围: 479-488
• 分类号: P66
• 字数: 8417字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-3657.2011.02.022

摘要

地球陆地岩石的风化过程要消耗大气或土壤中的Co2,成为大气CO2巨大的汇.以中国云南小江流域为例,研究了典型岩溶地区碳酸盐岩风化吸收CO2(碳汇)强度与土地利用变化之间的关系.选择了有代表性的12块土地及其利用变化的25个地下水监测点,分析了1982年、2003年这些监测点的600多组地下水化学监测数据.12块土地利用变化中,有4块为林地变耕地,3块未利用地变耕地,4块未利用地变林地,1块为林地变建设用地.研究结果表明:首先,土地利用变化后,地下水化学成分变化极大;第二,将风化过程中吸收大气或土壤中CO2的那部分C(用HCO-3表示)与整个风化过程中参与风化的全部C的百分比,定义为碳酸盐岩化学风化对土壤或大气CO2吸收强度(简写为CIS,%),推出了计算式子为CIS(%)=100×[1-(Ca2++Mg2+)total weters)/HCO-3total weters].估算了4种土地利用类型从1982年到2003年22年间CIS的变化值.结果是,(1)林地的CIS比未利用地高,前者为48.84%,后者47.66%;(2)未利用地转变为耕地后,CIS平均减少了7.85%;林地转变为耕地后,CIS平均减少了8.59%;林地转变为建设用地后,CIS平均减少了1.66%,而未利用地转变为林地后,CIS平均增加了1.74%.(3)讨论了土地利用变化对CIS的影响机理,如未利用地或林地变为耕地后,(NH4)2PO4、CO(NH2)2、NH4NO3、(NH4)2SO4等氮肥的大量使用,硝化后产生的硝酸等干扰或抵消了碳酸对碳酸盐岩化学风化作用,导致了岩溶地下水中Ca2+,Mg2+离子的相对增多,HCO-3离子相对减少,促使CIS减小.