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澜沧江流域中下游梯级水库沉积物有机碳分布与来源研究

文献类型:学位论文

作者韩祥峰
答辩日期2024
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院地球化学研究所
导师王仕禄、张虎成
关键词澜沧江流域、梯级水库,碳同位素,沉积物来源,有机碳
其他题名Study on distribution and sources of organic carbon in the sediments of the cascade reservoirs in the middle and lower reaches of the Lancang River basin
英文摘要

水库沉积物中埋藏的有机碳被认为是重要的碳汇,在全球“减排增汇”的背景下,水库碳汇受到越来越多的关注,准确估算和评估水库碳汇的强度是当前碳循环研究的热点之一。水库碳汇估算的难点之一在于定量确定有机质的来源。水库有机质分为外部输入的外源有机质和水体内部光合作用产生的内源有机质,一般认为内源有机质是一个净的碳汇,而外源有机质只是有机质保存位置的改变,因而不构成碳汇。因此确定沉积物来源成为估算水库碳汇的前提和基础。
随着经济社会的高速发展,我国修建了大量的水库,增加水库碳汇是我国实验“双碳”目标的重要手段之一。其中澜沧江流域是我国的水电开发的重点流域之一,规划和修建了大量的水库大坝。本次研究以云南澜沧江流域中下游梯级水库作为研究对象,在功果桥水库、小湾水库、漫湾水库、大朝山水库、糯扎渡水库、景洪水库共采集了14 个沉积物柱,分析了研究沉积物中有机碳氮含量、有机碳碳同位素、无机碳含量和沉积物粒度,利用碳同位素和C/N 比定量估算澜沧江中下游梯级水库沉积物有机质来源,讨论了有机碳浓度、无机碳浓度和粒度的关系。主要结论如下:

(1)澜沧江中下游各水库沉积物中有机碳含量变化在0.10~2.22%之间,均值为0.85%±0.35%。相对于国内其它主要流域的梯级水库以及全球水库均值而言,澜沧江中下游梯级水库沉积物中有机碳含量处于低值端。较低的有机碳含量与流域性质、较低的营养盐浓度以及有机质分解等多个因素有关。
(2)澜沧江中下游梯级水库中,从上游水库到下游水库,沉积物TOC 和TN 含量均值逐渐增加,这一变化趋势表明拦截效应在澜沧江梯级水库对TOC 和TN 的影响相对不显著,其原因在于澜沧江下游支流输入的有机质和内源有机质的贡献相对于上游干流的输入影响更大。
(3)利用有机碳碳同位素和C/N 比定量估算了各个梯级水库有机质来源。总体上,土壤有机质贡献了27%,陆生植物贡献了14%,细菌有机质贡献了27%,水库内部浮游生物贡献了32%,内源有机质贡献超过外源。空间上,上游功果桥和小湾水库细菌有机质明显高于下游其他水库,研究认为上游水库输入的有机质大部分都经过了细菌的深度改造。陆生植物的贡献从上游到下游逐渐增加;土壤有机质对大朝山水库沉积物有机碳的贡献最大。水生浮游植物的贡献从上游到下游逐渐增加,在下游糯扎渡水库和景洪水库达到最大。这一估算结果与前面分析的下游支流输入影响较大的结论是一致的。
(4)澜沧江中下游各水库沉积物柱中无机碳含量明显表现出表层含量较高,随着深度增加,IC 含量逐渐降低,完全符合有机质降解分解无机碳酸盐的规律。空间上,上游功果桥水库沉积物IC 平均含量最高,从上游到下游,无机碳含量逐渐降低,表明下游水库更多的有机质分解消耗了更多的碳酸盐。这与澜沧江流域纬度变化大有关,下游水库纬度低,海拔低,导致温度高,有机质分解作用远大于上游水库。
(5)澜沧江中下游水库沉积物平均粒径的变化范围为1.3~404μm。水库沉积物粒度受筑坝影响沿程剧烈变化,水库沉积物粒径较小,大多为黏土和细砂。水库拦截作用以及物源的变化致使各个水库沉积物粒度粗细不同。功果桥水库和漫湾水库沉积物TOC 含量与黏土一定的正相关关系,小湾水库和糯扎渡水库沉积物TOC 含量与粉砂一定的正相关关系。表明沉积物中TOC 含量受粒度较小的物质控制,即TOC 含量受粒度的影响显著,黏土和粉砂可作为评价沉积物TOC含量的重要参数。
(6)澜沧江流域梯级水库沉积物粒度从上游到下游有增加的趋势,C/N 比也有增加的趋势,表明澜沧江流域下游支流输入的物质占有较大的比例。这与流域下游亚热带地区高的植物覆盖导致支流输入贡献增加有关,这一结论也与有机质来源估算中下游陆生植物贡献增加是一致的。有机碳来源和无机碳空间变化表明澜沧江下游热带-亚热带气候条件对流域碳循环的影响更大。

语种中文
页码85
源URL  
专题地球化学研究所_研究生
推荐引用方式
GB/T 7714
韩祥峰. 澜沧江流域中下游梯级水库沉积物有机碳分布与来源研究[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2024.

入库方式: OAI收割

来源:地球化学研究所

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