基于GIS的农业活动和城市化影响下西南地岩溶作用碳汇通量估算

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:p2908892
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着全球气候变暖焦点问题关注度的提升,各界对温室气体的增汇减排也做出不同的努力。碳汇的研究更成为应对全球变暖的热点,尤其是面积广阔的岩溶区岩溶作用过程产生的碳汇效应备受关注。岩溶作用过程中以溶解无机碳(DIC)的形式消耗大气或者土壤中的CO2。有研究表明,碳酸盐岩溶解产生的DIC并不只是简单来自于空气或土壤中的CO2,随着农业、工业和城市化的发展,人们在社会生产、生活中引入的非碳酸物质,比如硝酸和硫酸也可以溶解碳酸盐岩,增加DIC含量,但是这种形式的溶蚀不消耗空气、土壤CO2,因此对于碳酸盐岩溶蚀产生CO2汇的精确计算,可以为全球碳循环模型理论的进一步完善提供帮助。   本文以受农业活动影响比较强烈的青木关地下河流域和受城市化进程影响较大的南山老龙洞地下河流域为研究代表点,以西南岩溶区为面研究区域,利用水化学流量法和标准溶蚀试片法,结合稳定同位素,揭示岩溶作用特点及人类活动对岩溶作用碳汇的影响。利用自动化在线监测技术获取高分辨率的HCO3-和流量数据,探讨影响碳汇的因素;利用2010-2012年的水化学和δ13CDIC,定量分析人类活动对岩溶作用碳汇的影响。以ArcGIS为平台,依托GIS的空间分析功能,获取西南地区岩溶类型和土地利用类型数据,估算整个西南岩溶区的碳汇;由典型代表点的研究,推算岩溶作用的净碳汇强度,并以点及面,构建区域尺度净碳汇模型。   对以上目的研究,得出几个主要结论:对青木关和南山点研究区每月野外实测的数据分析得到HCO3-与EC呈良好的线性正相关关系。从获取高精度的HCO3-和流量数据,计算出青木关流域平均每年产生HCO3-总通量为2214.37×104mol/a,单位面积产生HCO3-强度为194.24×104mol/km2·a。南山老龙洞流域大约每年产生HCO3-总通量为1503.1×104mol/a,单位面积产生HCO3-强度为119.29×104mol/km2·a。   不同土地利用方式土下溶蚀速率具有时间和空间的差异。时间上具有季节变化性,整体上是夏季溶蚀速率>秋季溶蚀速率>春季溶蚀速率>冬季溶蚀速率,而土下垂直空间没有很明显的规律性。不同土地类型之间,青木关林地(64.15t/kkm2·a)>水田(58.22t/km2·a)>旱地(56.09t/km2·a)>草地(36.73t/km2·a),西南区域其余点的土下溶蚀速率也具有相似的规律。   青木关和南山地下水的Ca2十、Mg2+和HCO3-浓度以及δ13CDIC同位素相关关系,证实了人类活动或者酸雨引入的硝酸和硫酸会增加碳酸盐岩的溶蚀量,但是不吸收土壤或者大气CO2。青木关由碳酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC通量平均值为14.5×106mol/a,净CO2汇319t/a,折合净碳汇量为87t/a,与标准溶蚀试片法计算出的303.28t/a接近。南山每年由碳酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC总通量约为8.57×106mol,单位面积土地上碳酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC强度大约为6.803×105mol/km2·a;硝酸和硫酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC总通量为6.459×106mol/a,岩溶作用产生的净CO2汇大约为188.57t/a,单位面积土地上硝酸硫酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC强度大约为0.5127×106mol/km2·a。   由青木关和南山两个研究点水化学定量分析结果,碳酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC占地下水总DIC通量的均值63.07%,硝酸和硫酸溶蚀碳酸盐岩产生的DIC浓度占地下河总DIC浓度的比平均为36.63%。63.07%这个比例作为参数推到西南片区,建立区域尺度人类活动影响下的净碳汇模型:Fco2=1/2×0.6307×[HCO3-]×M×S×M(CO2)/M(HCO3-)   运用校正后的模型计算出整个西南地区岩溶作用净CO2汇结果为1233.3×104t/a,折合成碳约为336.44×104t/a。
其他文献
减少机械设备金属零部件摩擦磨损、降低能源消耗和减少环境污染.是现代机械设计制造和使用所面临的主要课题,特别是在使用过程中,需 Reduce the friction and wear of meta
研究和实践证明,把某些作物通过间作、套种或混种等形式合理搭配种植,往往可以控制或减轻某些病虫害的发生,从而收到“不施农药,胜施农药”的效果。1麦棉套种这种配植方法对
城乡结合部作为联系城市与乡村地区之间的纽带,能最先感知城市快速扩展带来的影响,是统筹城乡发展与新型城镇化战略实施的主战场,优先对城乡结合部农村居民点布局进行优化,对于促
是从印度 Megha-laya 邦的矿山向孟加拉国 Sylhet 的水泥厂输送石灰石的输送带,中间不配备任何传动装置,总长16.515km,带宽0.8m,输送能力1000t/h,是世界上迄 Is a conveyor
近年来盘式加压过滤机广泛应用于浮选精煤及原生煤泥脱水,它的高效、节能、低水分等优点受到广大用户的高度评价。滤盘是盘式加压过滤机的重要部件之一,它由多片套有滤布的
经济的快速发展和日益加快的城镇化、工业化使得建设用地占用耕地现象愈演愈烈,“保耕地、保发展”难题日益凸显。重庆市低丘缓坡土地资源丰富,科学地、充分地、合理地利用低丘
《数字草原》是一个全面草原管理业务的巨大信息系统,合理的管理草原是牧区社会稳定、生态平衡的关键。草原承包是草原管理最重要的业务,其研究越来越受到草原主管部门的重视。
学位
农村居民点即农民日常开展生产生活的固定场所,不同时期具不有同的功能与形态。随着社会经济的快速发展和城镇化进程的快速推进,农村生产环境和生活条件的巨大改变加快推进了
全球变化科学(GlobalChangeScience)是20世纪70年代开始兴起的新兴科学领域之一,其目的在于描述和理解人类赖以生存的地球环境系统的运转机制以及它的变化规律和人类活动对地