桂林凉风洞洞穴系统垂向碳迁移特征及其影响因素

摘要：

2017年11月至2018年11月,以桂林毛村凉风洞为研究对象,进行大气环境和洞穴环境野外监测,同时在洞穴上覆土壤30 cm和60 cm处开展试片溶蚀实验,并在洞穴内部进行试片溶蚀和滴水脱气监测,以测定垂向碳迁移主要过程中的CO2浓度和δ13C-CO2值.结果表明:(1)"大气—土壤—洞穴"垂向碳迁移系统能够与洞穴通风一起影响洞穴系统内部的CO2分布模式.洞口通风方向的转变取决于洞内温度与外界温度的差异,少雨的11月中旬到次年3月初通风方向为从洞外到洞内,此时垂向碳迁移能力弱,洞内CO2的分布由洞口通风主导;3月初至9月中旬,洞内外温差逐渐过渡并反转,洞口通风方向为从内向外,且降雨强度大,垂向碳迁移活跃并主导洞内C O 2分布;(2)岩溶关键带土壤呼吸的强度决定了垂向碳迁移系统可迁移的碳量,洞内CO2分布的季节性变异本质上是外界环境在垂向碳迁移系统和洞穴模式上的响应;(3)洞穴上覆碳酸盐岩土下溶蚀实验表明土下溶蚀可削弱土壤碳源作用.土壤30 cm和60 cm处碳酸盐岩溶蚀速率分别为:0.48 mol?m-2?a-1和0.96 mol?m-2?a-1,而洞穴第一洞厅监测点的碳酸盐岩脱气速率为49.35 mol?m-2?a-1、第二洞厅内为9.07 mol?m-2?a-1,由垂向碳迁移系统运移到洞穴内部的溶解了土壤CO2的滴水脱气作用显著.

关键词：开放型洞穴系统;垂向碳迁移;洞内温度;大气降水;岩溶关键带;通风模式

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分类号：P931.5;P467(部门自然地理学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;广西自然科学基金;广西自然科学基金;广西自然科学基金;广西重大科技创新基地建设项目;中国地质科学院基本科研业务费

在线出版日期：2022-01-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：600-607