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沉积学报 2013年第6期31卷 1014-1021页

作者：周小萍蓝家程张笑微徐尚全西南大学地理科学学院重庆400715 重庆育才成功学校重庆400050

以一定间距监测水体中pH、电导率、溶解氧等水化学参数及HCO-3、Ca2+等阴阳离子浓度,揭示了重庆市南川区柏树湾泉及其下游溪水的水化学的空间特征。泉水出露地表后,CO2溢出导致溪流水的水化学特征沿流程发生有规律的变化,并促使溪水达... 详细信息

以一定间距监测水体中pH、电导率、溶解氧等水化学参数及HCO-3、Ca2+等阴阳离子浓度,揭示了重庆市南川区柏树湾泉及其下游溪水的水化学的空间特征。泉水出露地表后,CO2溢出导致溪流水的水化学特征沿流程发生有规律的变化,并促使溪水达到过饱和状态而产生明显的碳酸钙沉积。研究结果表明,脱气作用导致溪水的HCO-3浓度、Ca2+浓度、电导率(EC)和CO2分压沿流程逐渐递减,pH值及常见碳酸盐矿物的饱和指数逐渐升高。泉水出露时水中CO2浓度与自由大气之间的浓度梯度是影响脱气速率的主要因素,但溪渠的水力坡度也对脱气速率也有一定影响。地下水出露至泉口处的脱气程度,是影响溪流碳酸钙沉积的决定性因素。旱季泉水流量较小,泉口处脱气程度较大,并且溪水的Ca2+浓度含量较高,再加上溪流沿途的水体扰动加速CO2溢出,以及溪渠内的枯枝落叶和其他物质的吸附等,皆有利于碳酸钙沉积。

关键词：岩溶溪流脱气作用碳酸钙沉积重庆市南川区柏树湾泉

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岩溶溪流碳酸钙沉积影响因素研究——以重庆市南川区柏树湾泉及其溪流为例

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西南大学学报（自然科学版） 2015年第2期37卷 89-95页

作者：师阳任坤魏寿煜周小萍西南大学地理科学学院/三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400715 国土资源部岩溶生态环境-重庆南川野外基地重庆408435

以重庆市南川区柏树湾表层岩溶泉及其出露地表后形成的溪流柏枝溪为例,对碳酸钙沉积时的地球物理化学指标和生物作用效果进行对比分析,以了解岩溶溪流碳酸钙沉积的主要影响因素,结果表明:碳酸钙沉积主要受到泉口处p(CO2)、泉水流量、脱... 详细信息

以重庆市南川区柏树湾表层岩溶泉及其出露地表后形成的溪流柏枝溪为例,对碳酸钙沉积时的地球物理化学指标和生物作用效果进行对比分析,以了解岩溶溪流碳酸钙沉积的主要影响因素,结果表明:碳酸钙沉积主要受到泉口处p(CO2)、泉水流量、脱气速率和生物作用等因素的制约,1泉口处p(CO2)较低,表明泉水从出露到达泉口已发生较充分的脱气作用.2水流量小的旱季,溪水流速慢,扩散边界层薄,水体扰动剧烈,加上较高的Ca2+浓度,这些都有利于碳酸钙沉积.3较大的水力坡度加快了脱气速率,促进碳酸钙的沉积.4生物具有岩溶沉积作用,但同时其释放和自身分解产生的有机酸不利于碳酸钙的沉积.

关键词：岩溶溪流碳酸钙沉积脱气作用

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岩溶溪流原生动物群落生态初步研究

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四川师范大学学报（自然科学版） 2009年第1期32卷 98-102页

作者：王智慧张朝晖贵州师范大学地理与生物科学学院贵州贵阳550001 贵州师范大学贵州省山地环境重点实验室贵州贵阳550001

岩溶山区溪流具有一种独特的生态系统类型,维持了丰富的原生动物群落多样性.2006年7-9月在长江重要支流乌江上游8条岩溶山区溪流中,采集原生动物群落标本及水样72份.经室内对水生原生动物培养、分离和鉴定,揭示了该区岩溶溪流原生动物... 详细信息

岩溶山区溪流具有一种独特的生态系统类型,维持了丰富的原生动物群落多样性.2006年7-9月在长江重要支流乌江上游8条岩溶山区溪流中,采集原生动物群落标本及水样72份.经室内对水生原生动物培养、分离和鉴定,揭示了该区岩溶溪流原生动物群落具有下述特征:(1)原生动物群落物种组成含27科31属42种.(2)原生动物群落含6个功能营养群,其中,原生动物光合营养群(P群),占总数的4.76%;细菌取食者群(B群)占52.38%;腐生营养类群(S群)占4.76%;食藻者类群(A群)占21.43%;非选择性杂食者群(N群)占2.38%;食肉者群(R群)占7.14%.(3)根据岩溶基质特征,划分该区水生原生动物群落为灰华附生原生动物群落、白云岩附生原生动物群落、水生植物附生原生动物群落和浮游原生动物群落4种生态类型.

关键词：岩溶溪流原生动物群落物种多样性生态类群

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岩溶溪流水化学特征变化规律的控制因素及其碳汇意义

岩溶溪流水化学特征变化规律的控制因素及其碳汇意义

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作者：周小萍西南大学

学位级别：硕士

岩溶水通过水-岩-气作用溶解碳酸盐岩,以溶解无机碳(DIC)的形式固定大气中的CO2,构成了岩溶作用的碳汇效应。但由于岩溶地下水出露地表后,碳酸钙又以钙华、泉华或石笋等形式发生沉积,CO2又会被释放回到大气中,岩溶碳汇作用也被质疑。因... 详细信息

岩溶水通过水-岩-气作用溶解碳酸盐岩,以溶解无机碳(DIC)的形式固定大气中的CO2,构成了岩溶作用的碳汇效应。但由于岩溶地下水出露地表后,碳酸钙又以钙华、泉华或石笋等形式发生沉积,CO2又会被释放回到大气中,岩溶碳汇作用也被质疑。因此监测地下水出露地表后,地表溪流HCO3-浓度的时空变化,定量估算岩溶泉水出露地表后的脱气通量有助于更加全面客观地认识岩溶碳汇。本研究通过对柏树湾泉下游溪流进行高密度和高时间分辨率的长时监测,从2011年6月至2012年8月,现场测定水温(t)、电导(Ec)、pH值、溶解氧(DO)和Ca2+、HCO3-浓度等;实验室内分析水样的阴阳离子浓度、碳稳定同位素值。以揭示岩溶溪流水化学特征沿流程的变化规律,探究其控制因素,尤其是影响溪流脱气作用的因素,并估算岩溶溪流的脱气通量和泉域碳汇量。研究结果表明： (1)柏树湾泉水的水化学动态变化不大,主要表现为旱季和雨季的差异,pH值、电导率、HCO3-和Ca2+浓度都显现出旱季较高,雨季较低的规律,这可能是由于雨季降水使泉水径流量变大,对各离子的浓度产生稀释效应。泉水的流量介于0.04～5.70L/s,平均流量约为0.79L/s,水温介于14.4～16.8℃,平均值为16.0℃,pH介于7.22～7.82之间,电导率的变化范围为536～594μs/cm;离子成分以HCO3-和Ca2+为主,分别占阴、阳离子的比例为81.7%、92.2%,另外SO42-浓度占阴离子的16.13%,水化学类型为HCO3-Ca型。泉水出露地表后,脱气作用导致下游溪水的HCO3-、Ca2+浓度、电导率和pCO2呈现沿流程明显递减的规律;而pH值、溶解氧、方解石饱和指数逐渐升高的规律;其他常规阴、阳离子未发现沿流程发生明显变化的特点。 (2)岩溶溪流的水化学变化受多重因素影响,包括溪流的脱气作用、碳酸钙沉积、水温、流量等,其中脱气作用是主导因素。另外,不同月份由于水温和流量的差异,溪流水化学也呈现不同的变化特征。碳酸钙沉积也是影响溪流的水化学特征的重要因素,反过来,溪流的化学特征也深刻影响着碳酸钙沉积状况,如2012年1～3月份泉口处的pCO2值比其他月份较低,且溪水Ca2+浓度较高,再加上溪水的流量较小及溪渠的水文扰动,有利于溪流钙华的沉积,因此在溪渠中发现了明显的碳酸钙沉积现象。 (3)影响溪流脱气作用的因素包括泉水的季节流量、泉水出露时的CO2分压、溪水温度、生物作用、溪渠的水力坡度。泉水的季节流量不仅是溪流总脱气通量的决定性因素,而且不同季节流量条件下,脱气作用的速率也不相同,表现为“枯水期>平水期>丰水期”。另外,溪流上、下游的游离CO2浓度差表明,泉口CO2分压是影响溪水中CO2溢出速率的主要因素,当泉口的pCO2值较高时,上下游之间的CO2浓度差越大,表明脱气速率也越大。数据表明溪流水温与脱气通量呈现出良好的正相关关系,白天时段溪流的水温较高,CO2在水中的溶解度随着温度的升高而减少,脱气通量也较大。昼夜监测结果表明,生物作用对岩溶溪流的脱气也有一定影响：***3-沿流程的递减速率为“正午>清晨>夜间”,而溪水温度显示清晨比夜间更低,但由于清晨时段溪渠内的藻类和周围的水生植物开始进行光合作用,吸收利用溪水中的游离CO2,因此清晨的脱气速率反而较大。2.s1-s8溪流段植被较差,生物作用较弱,因此在s8取样点的HCO3-浓度没有明显的昼夜变化,而植被茂盛的s11取样点HCO3-浓度的昼夜差异显著。3.溪流近水面空气中CO2浓度表现为“夜间>清晨>正午”,正午时段生物的光合作用占主导,消耗、吸收近水面空气中的CO2,因此监测到的正午时近水面空气中的CO2浓度最低。4.δ13CDIC值沿流程逐渐增大的幅度也表现为“正午>清晨>夜间”,且s1(泉口)的δ13CDIC值昼夜波动较小,而s8(距泉口161m)和s11(距泉口260m)的昼夜波动较大且白天的δ13CDIC值比夜间偏重。除此之外,研究发现s8-s9与s6-s8渠段相比,尽管溪流长度较短,但由于水力坡度较大,对应的HCO3-浓度降低幅度也更大,表明溪水的紊流及溪渠的比降通过加剧水文扰动作用,从而促进溪流的脱气作用。 (4)溪流脱气通量和泉域碳汇量的估算结果表明,监测时段柏树湾泉流域回收大气CO2的量平均约15.97kgCO2/天,溪流溢出CO2的量平均约3.58kgCO2/天。所以尽管岩溶地下水出露地表后,发生了脱气作用,但是在所研究的溪流范围内,溪流脱气量平均约仅占其泉域碳汇总量的22.4%,仍然存在可观的净碳汇量。

关键词：岩溶溪流脱气作用水化学特征

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