第八届青年地学论坛

河流是连接陆地和海洋的桥梁，全球河流中50%的碳是由溶解无机碳（DIC）组成，自然条件下，河流DIC主要来源于岩石风化过程。农业、工业、河流筑坝等人为活动正在日益改变陆地矿物风化与表面水文过程，并导致河流DIC输入增加。因此定量评估自然过程和人为活动对河流DIC的贡献对于我们厘清河流DIC分布和控制机制具有重要意义。本研究以太子河为例，开展了河流碳酸盐体系的研究。利用太子河流域河水主要理化参数和δ¹³C_DIC组成的研究，(1)确定主要离子化学的控制机制；(2)量化自然过程和人为活动对DIC的贡献。基于Piper 图定性分析，表明太子河水化学离子分布介于碳酸溶解碳酸盐岩和硫酸或硝酸溶解碳酸盐岩之间，说明太子河河流DIC受自然和人为共同作用的影响。我们利用正演模型方法结合三种化学风化过程（碳酸溶解硅酸盐岩、碳酸溶解碳酸盐岩、硫酸和硝酸溶解碳酸盐岩）进一步定量计算了自然过程和人为活动对河流 DIC 的贡献率，计算结果为：(1)碳酸岩盐溶解对DIC的贡献较高，范围为29%~80%，均值为56%±18%，这可能与太子河碳酸盐岩地质情况有关;(2)随着人为活动的增加，人为活动对DIC的影响逐渐增大，范围为12%~48%，均值为32%±13%，最大站位贡献率为48%，这可能与农业活动、工业活动逐渐增强输送更多的NO₃^-和SO₄^2-有关。最后应用 δ¹³C_DIC 进行结果验证，64%的站位实测δ¹³C_DIC值与理论δ¹³C_DIC值的差异在±2‰以内，表明河流水体δ¹³C_DIC值主要受碳酸溶解硅酸盐岩、碳酸溶解碳酸盐岩、硫酸和硝酸溶解碳酸盐岩3种同位素端元控制。研究结果显示，太子河河流 DIC 受到自然与人为双重作用的影响，且人为活动对河流 DIC 的影响不容忽视。
 

溶解无机碳；岩石风化；人为活动