第七届青年地学论坛

岩溶水-碳通量的定量研究对于合理利用岩溶水资源和深入揭示岩溶作用碳循环规律至关重要。气候变化和土地利用主要是通过对岩溶水系统上部表层岩溶带的产流机制与土壤CO₂量的影响来改变原有的岩溶水-碳通量，但是由于表层岩溶带的边界、排泄路径和径流场的复杂性与多变性，使得野外实验研究常无法定量化。为此，本课题组2013年构建具有隔水边界的岩溶水-碳通量大型模拟试验场，开展控制性实验，从而定量研究气候变化和土地利用对岩溶水-碳通量的影响。该平台由5个大型的试验地组成（长×宽×高为20m×5m×3m，每个实验地内铺有2.5m厚的碳酸盐岩碎石（用于模拟岩溶含水介质，碎石中设置有4个观测井，用于安放水文水化学自动监测仪器）；每个水池前端设有排泄孔（用于模拟表层岩溶泉，排泄孔外都接有水表用以精确计量流量）；前4个实验地中碳酸盐岩碎石的上部分别铺有相同类型50cm厚的土壤，土地利用类型分别为农耕地、灌丛、草地和荒地，剩下的实验地不填土壤，为裸岩地。这样排除了平行流域岩溶含水介质结构差异、边界条件和径流排泄量测不准等因素的干扰。研究工作主要基于刘再华研究员提出的耦联BCP效应的碳酸盐风化碳汇模式这一研究思路，自2014年投入使用以来试验场取得了一系列相关的科研成果，主要体现在以下几方面，首先利用氢氧同位素和氘盈余量化了不同土地利用下水循环特征，提出了喀斯特作用下水碳循环和生态水文效应；其次发现CCW机制中捕碳和稳碳过程均对气候和土地利用变化灵敏响应，再次，发现自然植被恢复有利于一定程度缓解对氮-磷敏感的藻类的爆发，强调土地利用的调整在水质和碳循环管理中具有重要意义。试验场的研究工作还在有序开展，希望后期可以取得更丰硕的成果。
 

水循环、碳循环、气候变化、土地利用、生物碳泵效应、沙湾水-碳通量模拟试验场