岩溶深水水库干流及支流夏季二氧化碳分压及扩散通量

以云贵高原岩溶深水水库——万峰湖为例,于2016年9月对该水库水体进行连续走航观测及分层采样,测定水体温度(T)、酸碱度(pH)、电导率(Cond)、总溶解固体物(TDS)、氧化还原电位(ORP)及碱度(ALK),通过水化学平衡原理及亨利定律计算水体二氧化碳分压(pCO_2).结果表明:干流表层pCO_2为128.84~222.51 Pa,均值为184.03 Pa;支流表层pCO_2为140.32~285.00 Pa,均值为216.78 Pa.剖面上,干流pCO_2为128.84~1076.81 Pa;支流pCO_2为140.32~657.23 Pa,干、支流剖面pCO_2随水深度增加而升高.TDS浓度为203.0~286.7 mg·L-1,溶解无机碳(DIC)浓度为2.56~3.37 mmol·L-1.相关分析表明:水体pCO_2与ORP呈显著正相关,分析认为受水生生物作用影响,水生生物消耗表层溶解CO2使表层水体pCO_2较低.同时,pCO_2与TDS、DIC呈正相关,说明万峰湖流域内溶蚀作用控制的河流碳酸盐体系是影响水体pCO_2的主要原因.干、支流水体pCO_2处于过饱和状态,成为大气CO2的源.根据Wanninkhof提出的淡水水-气界面交换系数的通量模式,估算干、支流水-气界面CO2交换速率分别为0.16、0.19μmol·m-2·s-1,其扩散通量干流为9.77~20.84 mmol·m-2·d-1,均通量为15.30 mmol·m-2·d-1;支流为11.55~27.88 mmol·m-2·d-1,均通量为19.72 mmol·m-2·d-1.与世界其它河流、水库相比较,水库干、支流二氧化碳扩散通量比热带地区河流Amazon、Curua-Una、Tucurui小;与温带地区黄河相比,扩散通量要大;与亚热带岩溶区水库相比差异不明显.     

光照水库夏季分层期间二氧化碳分压分布特征

为了解新建水库二氧化碳分压(pCO_2)的空间分布规律,在光照水库夏季分层期间(2016年9月)进行分层采样,获取水体主要的理化参数及测定水体主要营养盐(NH_4~+-N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P)浓度,根据水化学平衡原理及亨利定律计算水体二氧化碳分压。结果表明:光照水库夏季水温出现热分层且可分为3层,0~10 m为表水层;10~30 m为温跃层;30 m以下为底温层。表层水体pCO_2变化范围为125.30~179.35 Pa,均值147.11 Pa,低于世界河流平均水平,表现为大气CO_2的源。pCO_2垂直空间分布随着水深度的增加而升高,库底达到最大值。相关分析表明:光照水库pCO_2与温度(t)、pH、NH_4~+-N之间呈极显著负相关,与总溶解固体物(total dissolved solids,TDS)、碱度(alkalinity,ALK)之间呈极显著正相关。水生生物光合作用和呼吸作用、岩溶库区碳酸盐体系是控制光照水库pCO_2的主要机制。