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水生植物對巖溶區(qū)河水地球化學(xué)晝夜變化的影響——以漓江為例

王奇崗; 肖瓊; 趙海娟; 郭永麗; 汪智軍 西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院; 重慶400715; 中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所; 廣西桂林541004; 自然資源部、廣西巖溶動力學(xué)重點實驗室; 廣西桂林541004

摘要:為研究河流非巖溶區(qū)斷面和巖溶區(qū)斷面生物地球化學(xué)晝夜變化過程、特征及影響因素,探討水生生物對巖溶區(qū)河水碳匯作用的影響,于2016年10月30日-2016年11月1日,在廣西桂林漓江干流非巖溶區(qū)的峽背和巖溶區(qū)的省里設(shè)置兩個監(jiān)測點同時開展了為期48小時的高分辨率在線監(jiān)測和高頻率取樣工作,研究其水文參數(shù)(電導(dǎo)率(EC)、水溫(T)、pH以及Ca2+、HCO3-、NO3-等離子和溶解無機碳同位素(δ13 CDIC)等水化學(xué)參數(shù)的晝夜變化規(guī)律,并分析其影響因素。發(fā)現(xiàn):(1)峽背和省里兩斷面水化學(xué)類型為HCO3-Ca型,但水文地球化學(xué)晝夜變化過程不同:省里斷面的物理化學(xué)參數(shù)晝夜變化顯著,T、pH、DO、SIC白天上升夜間下降,Ca2+、HCO3-的質(zhì)量濃度和EC、p(CO2)白天降低、夜晚上升;而峽背斷面理化指標(biāo)晝夜變幅小,這與峽背斷面處于巖溶區(qū)與非巖溶區(qū)交界處,非巖溶河流匯入、生物量較小等環(huán)境特征有關(guān)。(2)省里斷面營養(yǎng)元素(NO3-、SO42-、Cl-、Na+)晝夜變化過程主要受水生植物同化作用控制,呈現(xiàn)白天降低、夜間升高的變化規(guī)律。(3)峽背斷面和省里斷面TOC與DOC白天上升、夜間下降,最高日變化幅度可達(dá)79%和61%,利用端元混合模型計算得出省里斷面和峽背斷面內(nèi)源有機碳占總有機碳的比例分別為91.99%和88.39%,省里斷面和峽背斷面水生植物光合作用利用HCO3-作為無機碳源的比例為67.42%99.75%和57.76%69.78%,平均值分別為79.54%和63.13%。(4)省里斷面溶解無機碳(DIC)變化范圍為67.1115.9mg·L-1,平均值為96.5mg·L-1,呈現(xiàn)白天下降夜間上升的變化。δ13 CDIC變化范圍-7.8‰-9.9‰,平均值為-8.9‰,表現(xiàn)為白天偏重、晚上偏輕的動態(tài)變化,兩者呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(相關(guān)系數(shù)為-0.79)。研究表明省里斷面水生植物光合作用和呼吸作用以及鈣沉降是控制DIC晝夜變化的主導(dǎo)因素。通過估算監(jiān)測

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