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海化重点实验室在中国河流碳输送研究方面取得新进展
发布时间:2021-02-28 浏览次数:34

在国家自然科学基金等项目的支持下,海化重点实验室王旭晨教授课题组利用碳同位素结合离子含量分析手段首次系统研究和比较了我国4条主要河流:长江、珠江、黄河和黑龙江在输送陆源颗粒和溶解无机碳(PICDIC)的含量、来源、14C年龄及控制因素。

河流是连接地球上陆地和海洋两个最大生态系统的主要通道,河流输运也是整个地球系统碳循环中不可缺少的重要环节,世界河流平均每年向海洋输送0.85 Gt1 Gt=1015g)的陆源碳,其中有机碳和无机碳分别约占52%48%。而在很多河流中,溶解无机碳(DIC)是河流输送碳的主要部分。

长江、珠江和黄河输送的DIC浓度较高(>2000 μmol/L),其输送DIC浓度均居世界河流前列,而黑龙江输送DIC浓度则明显偏低(约400 μmol/L)。通过比较四条河流中PICDICd13CD14C同位素特征及14C年龄并结合岩石风化离子含量发现:不同河流以及同一河流不同流域输送的DIC具有不同的来源和控制机制。如长江源头DIC主要来源于碳酸盐岩的风化,具有较老的14C年龄(4800年),而中下游硅酸盐岩的风化及有机碳的分解则成为DIC的主要来源,其14C年龄相对较年轻(1200年);珠江和黄河输送的DIC同样主要来源于硅酸盐岩风化。相比之下,黑龙江输送的DIC则来源于有机碳的分解和硅酸盐岩风化,具有现代年龄。而河流输送的PIC大多来自碳酸盐岩的分解,具有很老的14C年龄(26000年)。通过运用双同位素质量平衡模型,定量计算了不同来源对各河流输送DIC的贡献。

该研究对深入认识我国主要河流输送陆源无机碳的来源和地球化学过程及对边缘海碳循环的贡献具有实质意义。研究成果发表于美国地球物理学会刊物Journal of Geophysical Research -Biogeosciences博士生单森为第一作者,王旭晨教授为通讯作者。

Sen Shan, Chunle Luo, Yuanzhi Qi, Wei-jun Cai, Shuwen Sun, Di Fan, Xuchen Wang*.2021.Carbon isotopic and lithologic constraints on the sources and cycling of inorganic carbon in four large rivers in China: Yangtze, Yellow, Pearl, and Heilongjiang. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences, DOI: 10.1029/2020JG005901.