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河流在元素地球化学循环中起着重要作用,是全球水循环的重要组成部分。其水文、地球化学特征反映了地表风化侵蚀作用的同时还反映了流域的地质、地理、气候和生态环境等状况。目前国内外对小流域盆地河流的水文地球化学研究相对较少,因此我们选取赣江上游和红枫湖两处典型亚热带气候条件下的流域为研究对象,利用河水主要化学组成去追溯流域的主要化学风化过程,探讨不同岩性、大气降水、人类活动等因素对河水中溶解质的相对贡献率;利用碳同位素技术定量计算溶解无机碳的主要来源;并根据溶解有机碳的含量确定其侵蚀通量。通过深入系统的研究获得如下几点认识:1.赣江上游河水主离子组成以Na+、Ca2+、Cl-和HCO3-为主,受硅酸盐岩溶解的影响Si的含量明显较高。黔中红枫湖河水的地球化学特征主要受控于碳酸盐岩的溶解,以高Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-和高碱度区别于同气候条件下的赣南地区。两者与世界和长江水系平均溶质容度相比,前者较低,后者较高。与此同时,两处地下水的pH值较地表水较低,电导率则相对较高。2.根据Gibbs图解分析,赣江上游流域属于“降水控制类型”和“岩石风化类型”的过渡类型,红枫湖流域属于“岩石风化类型”,前者大气降水对河水溶解质的贡献率为11.31%,高于世界平均值;黔中地区人为活动和酸沉降的影响显著,大气降水对河水溶解质的贡献率为14.18%,与赣江上游大气降水的贡献率相近,但前者为海洋组分,后者主要为陆地组分。另外,两处河水均受到人类活动的影响,黔中地区较严重。3.根据主离子之间的关系图和主成分分析(PCA)得出,赣南和黔中地区的小流域分别代表了典型硅酸盐地区和碳酸盐地区河流的相应化学组成,前者主要风化反应以蒸发盐岩和硅酸盐岩的风化溶解为主,碳酸岩矿物的溶解次之,后者以典型的碳酸盐岩风化为主,其次为盐岩、石膏、硅酸盐等。4.研究区河水的DOC浓度低于其它流域,且地下水低于地表水。根据流域的集水面积、年径流量以及DOC浓度计算得出,赣江上游DOC的侵蚀通量为1.43×106gC·km-2·yr-1;黔中红枫湖流域DOC的侵蚀通量为2.78×106gC·km-2·yr-1。前者低于全球外流域平均值,后者较高;两者DOC侵蚀通量均低于季风区其它流域。5.赣江上游河水DIC的δ13C值平均为-11.65‰,红枫湖流域河水平均为-8.72‰,地下水偏低。根据HCO3-的含量以及流域集水面积和径流量,计算得出,赣江上游流域的DIC大部分来自于土壤CO2,较小部分来自于碳酸盐风化而贡献的碳;而红枫湖流域的DIC大约一半来自于土壤CO2,一半来自矿物本身。