黄土区典型小流域矿物化学风化及碳汇效应

论文摘要

黄土中蕴含了巨大的碳库,黄土中碳的转移对区域乃至全球碳循环具有重要影响。本文选择山西省临县一典型黄土小流域青凉寺沟流域进行调查分析,研究黄土水的化学特征及离子来源,分析黄土矿物的溶蚀过程及碳汇效应,并利用正演模型和水化学方法估算不同矿物的离子贡献比例及流域碳汇通量。结果发现,研究区黄土化学成分的含量由高到低依次为SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O,表现出贫SiO2、Fe2O3,富CaO、MgO的特点;黄土水的pH呈中性偏碱,阴离子主要以HCO3-为主,阳离子以Na+为主,水化学类型为重碳酸-钠型（HCO3--Na+）,水化学组成与黄土的化学组成相对应;流域内不同端元离子来源贡献计算结果表明,大气沉降、人类输入、蒸发盐矿物、硅酸盐矿物和碳酸盐矿物化学风化贡献的溶解物质分别占总溶解物质的1. 66%、6. 32%、10. 38%、62. 23%、19. 31%;黄土区长时间的水-矿物作用是硅酸盐矿物溶解贡献占主导的主要原因,阳离子置换反应、土壤-盐分浸出与蒸发以及人类输入对硅酸盐矿物溶解也有一定的贡献;受黄土区相对低温少雨的影响,黄土矿物的平均化学风化速率较低,为9. 31 t/（km2·a）,低于全球岩石的化学风化速率平均值36 t/（km2·a）,但是其消耗大气CO2的速率较高,约为6. 34 t CO2/（km2·a）,明显高于同纬度三川河岩溶流域的碳汇速率（5. 28 t CO2/（km2·a））;利用水化学径流法计算的青凉寺沟黄土小流域的矿物化学风化的大气CO2消耗量为0. 18×104t/a,为中国黄土区大气CO2消耗量的估算提供基础数据。

论文目录

• 1 研究区概况
• 2 材料与方法
•   2.1 数据来源
•   2.2 数据处理
• 3 结果
•   3.1 黄土化学成分分析
•   3.2 水化学参数特征
•   3.3 水化学类型与特征
• 4 讨论
•   4.1 水-矿物反应及离子来源
•     4.1.1 矿物风化作用
•     4.1.2 阳离子置换作用
•     4.1.3 土壤-盐分浸出和蒸发作用
•     4.1.4 人为输入影响
•   4.2 不同离子来源定量分析
•   4.3 黄土流域的碳汇效应
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 邵明玉,张连凯,刘朋雨,邵天杰,曹建华,覃小群,张春来

关键词: 黄土,碳酸盐矿物,硅酸盐矿物,水化学,碳汇效应

来源: 地球与环境 2019年05期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部岩溶生态系统与石漠化治理重点实验室,自然资源部广西岩溶动力学重点实验室,陕西师范大学旅游与环境学院

基金: 国家自然科学基金项目(41671213),中国地质调查局地质调查项目(DD20190502,DD20160305),山东省地质勘查项目(鲁勘字[2016]79号)

分类号: P57;P512.1

DOI: 10.14050/j.cnki.1672-9250.2019.47.132

页码: 575-585

总页数: 11

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