水生植物對巖溶區河水地球化學晝夜變化的影響——以漓江為例
摘要:為研究河流非巖溶區斷面和巖溶區斷面生物地球化學晝夜變化過程、特征及影響因素,探討水生生物對巖溶區河水碳匯作用的影響,于2016年10月30日-2016年11月1日,在廣西桂林漓江干流非巖溶區的峽背和巖溶區的省里設置兩個監測點同時開展了為期48小時的高分辨率在線監測和高頻率取樣工作,研究其水文參數(電導率(EC)、水溫(T)、pH以及Ca2+、HCO3-、NO3-等離子和溶解無機碳同位素(δ13 CDIC)等水化學參數的晝夜變化規律,并分析其影響因素。發現:(1)峽背和省里兩斷面水化學類型為HCO3-Ca型,但水文地球化學晝夜變化過程不同:省里斷面的物理化學參數晝夜變化顯著,T、pH、DO、SIC白天上升夜間下降,Ca2+、HCO3-的質量濃度和EC、p(CO2)白天降低、夜晚上升;而峽背斷面理化指標晝夜變幅小,這與峽背斷面處于巖溶區與非巖溶區交界處,非巖溶河流匯入、生物量較小等環境特征有關。(2)省里斷面營養元素(NO3-、SO42-、Cl-、Na+)晝夜變化過程主要受水生植物同化作用控制,呈現白天降低、夜間升高的變化規律。(3)峽背斷面和省里斷面TOC與DOC白天上升、夜間下降,最高日變化幅度可達79%和61%,利用端元混合模型計算得出省里斷面和峽背斷面內源有機碳占總有機碳的比例分別為91.99%和88.39%,省里斷面和峽背斷面水生植物光合作用利用HCO3-作為無機碳源的比例為67.42%99.75%和57.76%69.78%,平均值分別為79.54%和63.13%。(4)省里斷面溶解無機碳(DIC)變化范圍為67.1115.9mg·L-1,平均值為96.5mg·L-1,呈現白天下降夜間上升的變化。δ13 CDIC變化范圍-7.8‰-9.9‰,平均值為-8.9‰,表現為白天偏重、晚上偏輕的動態變化,兩者呈顯著的負相關關系(相關系數為-0.79)。研究表明省里斷面水生植物光合作用和呼吸作用以及鈣沉降是控制DIC晝夜變化的主導因素。通過估算監測
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