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摘要：
碳酸盐岩风化作用（即岩溶作用）能够吸收大气二氧化碳（CO2），形成溶解无机碳（DIC，dissolved inorganic carbon），被认为是一种重要的陆地碳汇，其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而，目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议，一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO2脱气，对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流（约2.7km长）为例，利用水化学和同位素质谱仪测试技术，研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素（δ13CDIC）沿流程变化，探讨了溪流CO2脱气过程、通量及其影响因素，以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明：从泉口向下游，在陡坡地段（C1~C14段，长约270m，坡度约10°），溪水pH值、方解石饱和指数和δ13CDIC沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰，而CO2分压、电导率、Ca2+浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μs/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L，说明溪水发生了显著的CO2脱气，并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段（C18~C26段，长约2.1km，坡度<1°），溪水各水化学指标和δ13CDIC变化较小，指示CO2脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO2脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外，在下游渠段，受支流汇入影响，溪水pH值和方解石饱和指数有所降低，在一定程度上抑制了CO2脱气。溪流CO2脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO2量，但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下，其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流，其CO2脱气作用对岩溶碳汇的影响有限，加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响，岩溶碳汇应具有很高的稳定性。
关键词： 岩溶作用, 水化学分析, 同位素质谱法, 二氧化碳脱气, 碳酸钙沉积, 岩溶碳汇
作者： 蓝高勇 , 汪智军 , 殷建军 , 唐伟 , 吴夏 , 杨会
作者单位： 中国地质科学院岩溶地质研究所, 自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室
刊名： 岩矿测试
Journal： Rock and Mineral Analysis
年，卷(期)： 2021, (5)
在线出版日期： 2021年09月30日
页数： 11
页码： 720-730
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