黄河源区不同地表覆盖类型下河流水化学和溶解碳的时空变化特征分析

论文摘要

河流连接了几大碳库（大气、海洋、陆地生态系统、岩石圈）,是全球碳循环中重要的流通途径。化学风化短时间尺度和长时间尺度上均参与了全球碳循环,因此探讨关于化学风化的科学问题对于研究风化对碳循环的影响过程有重大意义。黄河源区海拔高、人迹罕至,在黄河流域有特殊的研究意义。本文以黄河源区为研究区域,在2016年4月到10月期间按照不同土地覆盖类型（冰川、冻土、草地、湿地）划分样点进行采样,开展不同地表覆盖类型下河流水化学和溶解碳的时空变化特征分析。黄河源区阳离子含量顺序为Ca2+>Mg2+>Na+>K+,阴离子离子含量顺序为HCO3->SO42->Cl->NO3-。优势阳离子为Ca2+和Mg2+,部分样点（冻土类型中的湖泊点）Na+和K+含量极高。优势阴离子是HCO3-和SO42-离子,部分样点（冻土类型中的湖泊点）Cl-含量极高。SiO2浓度变化范围为0.47-4.29mg/L。黄河源区中冰川和草地类型的河水样点受岩石风化控制;湿地类型除受岩石风化控制之外,部分样点落在大气降水控制范围;冻土类型样点除受岩石风化控制之外,湖泊样点离子组分值落在蒸发结晶的控制范围内;冻土类型中样点同时受蒸发结晶作用和岩石风化的影响。黄河源区河水中优势阳离子Ca2+和Mg2+在阳离子组成中占80.37%,Na+和K+含量极少。黄河源区优势阴离子HCO3-占阴离子组成的79.72%,SO42-约占14.6%。黄河源区的Na+和K+主要来源于蒸发盐的溶解和人类农业活动的影响。Ca2+、Mg2+由碳酸盐风化和硫酸盐蒸发溶解产生。硅酸盐风化对Ca2+和Mg2+的贡献较少。HCO3-来源主要是受到碳酸盐风化影响。黄河源区溶解有机碳（DOC）平均浓度范围1.99-11.42mg/L且表现为湿地>冻土>草地>冰川的趋势。黄河源区溶解无机碳（DIC）平均浓度范围0.96-5.16mmol/L且表现为冻土>草地>冰川>湿地。黄河源区二氧化分压（pCO2）值平均变化范围532-1353.25uatm,四种土地类型中湿地>草地>冰川>冻土。随着沿程距离的增加,pCO2值从大范围的波动变为较为集中的变化,在海拔较高的冰川和冻土区域pCO2值稳定,集中在400-800uatm,在草原和湿地区域变化波动增大为400-1400uatm,原因在于草原和湿地区域气候变化加剧、人类活动加强等因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•     1.1.1 全球变暖与碳循环
•     1.1.2 河流碳循环和岩石风化
•   1.2 国内外研究进展
•     1.2.1 河流水体离子国外研究进展
•     1.2.2 河流水体离子国内研究进展
•     1.2.3 溶解有机碳和溶解无机碳研究进展
•   1.3 研究意义及目的
•     1.3.1 研究意义
•     1.3.2 研究目的
•   1.4 研究内容及方法
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 研究方法
•   1.5 技术路线图
• 第二章 研究区概况和研究方法
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 黄河流域概况
•     2.1.2 黄河源区概况
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 采样点布设与样品采集方案
•     2.2.2 室内实验测定项目
• 2的测定'>    2.2.3 DIC系统及pCO₂的测定
• 第三章 黄河源区离子浓度和TDS变化特征
•   3.1 黄河源区物理化学参数和溶解离子浓度特征分析
•     3.1.1 物理化学参数特征分析
•     3.1.2 溶解离子浓度特征分析
•     3.1.3 溶解离子电荷平衡情况
•   3.2 不同土地覆盖类型下离子浓度时空变化
•     3.2.1 源区不同土地覆盖类型下离子的季节变化特征分析
•     3.2.2 离子浓度的沿程分布特征分析
•   3.3 黄河源区TDS变化特征分析
•     3.3.1 不同土地覆盖类型下的TDS变化特征分析
•   3.4 本章小结
• 第四章 黄河源区水化学离子来源及化学风化特征
•   4.1 黄河源区水化学离子计量学特征研究
•     4.1.1 吉布森Gibbs图解分析黄河源区化学风化类型
•     4.1.2 黄河源区阴阳离子三角图分析离子来源
•     4.1.3 Piper三线图分析黄河源区物质来源及风化介质
•   4.2 离子间相关关系分析
•   4.3 主成分分析
•   4.4 本章小结
• 第五章 黄河源区DOC和 DIC变化特征
•   5.1 黄河源区DOC变化特征研究
•     5.1.1 DOC浓度变化特征研究
•     5.1.2 黄河源区DO与 DOC关系分析
•   5.2 黄河源区DIC变化特征研究
•     5.2.1 河流DIC系统时空变化特征研究
• 2的时空变化特征研究'>    5.2.2 pCO₂的时空变化特征研究
•   5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 创新点
•   6.3 展望
• 参考文献
• 基金项目
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 苏元戎

导师: 吕喜玺

关键词: 黄河源区,河流水化学,岩石风化

来源: 内蒙古大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 内蒙古大学

基金: 国家自然科学基金“黄河源区河流泥沙和碳输移过程及梯级水库的影响研究(资助号:03010101)”,国家自然科学基金“水文条件-营养盐负荷交互作用下干旱区浅水湖泊稳态转换驱动机制与调控(资助号:51869014)”,内蒙古“一湖两海”科技重大专项项目(资助号:ZDZX2018054),内蒙古自治区重大项目和国家重点研究开发计划(资助号:No.2016YFC0500508)

分类号: P342

总页数: 64

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