岩溶作用时间尺度与碳汇稳定性
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夜 甚 至小 时 变 化 。西 南 岩 溶 区典 型 研 究 与大 量 监 测 数据 证 实［ ¨ 岩 溶作 用 强度 与水 热 配套 季 风气 候 、 ９ 降雨 过 程 、 夜 温 度变 化 、 昼 植被 条 件等 因子 密 切相 关 ，
１ 岩 溶 作 用 时 间 尺 度
岩 溶 作 用 是 全 球 碳 循 环 的 一 部 分 ， 现 有 碳 循 环 在
摘 要 ： 碳 酸 盐 溶 蚀 快 速 动力 学 过 程 、 溶 动 力 系 统 的 开 放 性 、 境 敏 感 性 和 生 从 岩 环 物参 与 性 等 方 面 分 析 了岩 溶 作 用 过 程 的 时 间 尺 度 及 其 碳 汇 稳 定 性 ， 出 岩 溶 碳 循 指 环是 一 种 兼 具 不 同 时 间尺 度 的 特 殊 地 质 作 用 过 程 ， 水 生植 物 和 土 地 利 用 变 化 的 因 影 响 ， 汇效 应 显 著 且 相 对 稳 定 ， 对 现 今 大 气 Ｃ 减 排 有 重 要 意 义 。 为 更 好 地 碳 仍 ０ｚ 估 算 岩 溶碳 汇 潜 力 ， 加 强高 精 度 自动 化 监 测 的 同 时 ， 要 考 虑 外 源 水 、 生 植 物 在 需 水
岩溶 作 用 的碳 汇效 应逐 渐被 认 知 ， 即碳 酸盐 岩溶 蚀 消 耗 大气 ＣＯ ， 一 种潜 在 的大气 Ｃｏ 汇［ 。 是 １ ］ 岩 溶作 用是 一 种 发 生 在 地球 浅 表 层 环 境 下 的 特
用是一种快 速 动力学 过 程， 开 放 系统 条件 下 ， 在 当
及土地利用变化等 因素。 关 键 词 ： 溶 作 用 ； 汇 ； 间尺 度 ； 定 性 岩 碳 时 稳 中图 分 类 号 ： ６ １ ２ Ｐ ４．５ 文献标识码 ： Ａ
大 气 Ｃ 浓 度 的上 升 导 致 全球 气 候 变 暖 加 剧 ， Ｏ：
认 为 对现 今 大气 Ｃ 源 汇项 没有 贡 献 或 其 贡 献 可 以 Ｏ。
调 同步 变 化 的 特 点 ， 而具 有 明 显 的 短 时 间 尺 度 特 因 点 。有 学者 口］ ７研究 表 明 土壤媒 介 在 岩 溶 作 用 过 程 中 同样起 着重 要 作 用 ， 根兴 等 ［３ 表 层 岩 溶 系 统 水 潘 １从 ８
基金项 目： 国土 资源 部公 益性 行 业 科 研 专 项基 金 （Ｏ １ １２ ）Ｉ Ｃ ／ ＩＡ ９ ２ ｌ ｌＯ ２ 、Ｇ Ｐ ＳＤ ５８项 目和 中 国 地 质调 查 局 地 质 调 查项 目（ ［Ｏ Ｏ 矿 评 ０ —７０ ） 水 ２ １］ ３０— １ 资助 作 者 简 介 ： 程 （９ ５ ） 章 １６ － ，研 究员 ，博 导 ， 主要 从 事 岩 溶环 境 、 溶 作 用 与 碳 循 环 、 文 地 质 与 土 地 利 用 研 究 。Ｅ ｍａｌ ｈ ｈ ｎ （ ａｓ．Ｃ ｃ 。 岩 水 － ｉ ：ｃｚ ａ ｇ￣ｋ ｒｔａ．ｒ ｌ
Ｃ０ 分 压 分 别 为 ０ ０ ｌ ． ３Ｖｏ （ 气 Ｃ ） １Ｖ０ 大 ０２ 或 １
（ 土壤 Ｃ ） ， 解 石 达 到 溶 解 平 衡 的 时 间 分 别 约 Ｏ。 时 方 为 １或 ６小 时 ［ 且 随着 Ｃ 分 压 的增 加 ， 解 石 的 １ 引， Ｏ： 方 平 衡浓度 也显 著增 加 ， 可从 ５ ／ （ ｃ． ． ３ ） ５ｍｇ Ｌ Ｐ ０ 一０ ０
第 ３ ０卷
第 ４期
中 国 岩 溶
ＣＡＲＳ ０Ｌ０ＧＩ ＣＡ Ｓ Ｎｌ Ｉ ＣＡ
wk.baidu.comＶｏ． Ｏ ＮＯ ４ Ｉ３ ．
Ｄｅ ． Ｏ １ ｃ ２ １
２１ ０ １年 １ ２月
文 章 编 号 ： ０ １ ８ ０ ２ １ ） ４ ０ ６ —０ １ ０ —４ １ （ ０ １ ０ － ３ ８ ４
凸现 越 来 越多 的环 境 问题 ， 如极 端气 候 事 件频 发导 致 干旱 与 洪 涝 。碳 减 排 面临 的压 力越 来越 大 ， 开发 新 除 能源 与 节 能技 术 、 规模 植 树 造 林 等 外 ， 找 可 干 预 大 寻
的碳 减 排 途径 就变 得越 来越 重 要 。随着 研 究 的深 入 ，
忽略 不计 ， 即对 当前 大气 Ｃ 缺 乏灵 敏 和 即 时 调 节 。 Ｏ：
因此 ， 溶作 用 要进 人 应对 气候 变 化研 究领 域 并发 挥 岩 其 应 有作 用 ， 须首 先 解决 岩溶 作用 属 于哪 类 时 间尺 必 度 问题 。从 碳 酸盐 岩溶 蚀 的化 学反 应方 程 看 ， 溶作 岩
岩 溶 作 用 时 间 尺 度 与 碳 汇 稳 定 性
章 程
（ 国地 质 科 学 院岩 溶 地 质 研 究 所 ／ 合 国教 科 文 组 织 国 际岩 溶研 究 中心 ／ 中 联 国土 资 源部 、
广 西 壮 族 自治 区岩 溶 动 力 学重 点 实验 室 ， 西 桂 林 ５ １ ０ ） 广 ４ ０ ４
与 大气 圈 、 圈 、 水 生物 圈是 紧 密联 系在 一起 的 ， 现 协 呈
模 型 中 ， 质作 用 （ 岩溶 作用 ） 认 为是 中长时 间尺 地 含 被 度 的作 用 ， 全球碳 循 环碳 通 量参 数设 置 均 比生 物作 其 用 和海 洋 过程 小 ２ ～３个 数量 级 因 而 地 质作 用 被 ¨，
增 加 到 １ ０ ｍｇ Ｌ （ ｃ ０ ３ ） 甚 至 ３ ０ ｒｇ ５ ／ Ｐ ｏ 一 ． ， ０ ／Ｌ ａ
殊 地 质 作 用 过 程 ， 大 气 圈、 圈 、 物 圈 密 切 相 与 水 生
关［ ， ５ 因而其 地球 化 学 过 程具 有 低 温性 、 放 敏 感 性 ］ 开
和生 物 参 与性 等 特点 ［ ， 发 生 的 时 间 尺 度 、 定 ６ 其 ］ 稳
性 和可 干 预性 使其 碳 汇效应 受 到质 疑 ， 迫切 需要 回 是 答 的关 键科 学 问题 ［ 】 。
（ ）１ ； 对环 境 变 化 （ 降雨 、 被 变 化 ） Ｐ 。 一３ ［ 且 。 如 植 极 其 敏感 ， 水 文 地 球 化 学 指标 存 在显 著 的 季 节 、 其 昼
１ 岩 溶 作 用 时 间 尺 度
岩 溶 作 用 是 全 球 碳 循 环 的 一 部 分 ， 现 有 碳 循 环 在
摘 要 ： 碳 酸 盐 溶 蚀 快 速 动力 学 过 程 、 溶 动 力 系 统 的 开 放 性 、 境 敏 感 性 和 生 从 岩 环 物参 与 性 等 方 面 分 析 了岩 溶 作 用 过 程 的 时 间 尺 度 及 其 碳 汇 稳 定 性 ， 出 岩 溶 碳 循 指 环是 一 种 兼 具 不 同 时 间尺 度 的 特 殊 地 质 作 用 过 程 ， 水 生植 物 和 土 地 利 用 变 化 的 因 影 响 ， 汇效 应 显 著 且 相 对 稳 定 ， 对 现 今 大 气 Ｃ 减 排 有 重 要 意 义 。 为 更 好 地 碳 仍 ０ｚ 估 算 岩 溶碳 汇 潜 力 ， 加 强高 精 度 自动 化 监 测 的 同 时 ， 要 考 虑 外 源 水 、 生 植 物 在 需 水
岩溶 作 用 的碳 汇效 应逐 渐被 认 知 ， 即碳 酸盐 岩溶 蚀 消 耗 大气 ＣＯ ， 一 种潜 在 的大气 Ｃｏ 汇［ 。 是 １ ］ 岩 溶作 用是 一 种 发 生 在 地球 浅 表 层 环 境 下 的 特
用是一种快 速 动力学 过 程， 开 放 系统 条件 下 ， 在 当
及土地利用变化等 因素。 关 键 词 ： 溶 作 用 ； 汇 ； 间尺 度 ； 定 性 岩 碳 时 稳 中图 分 类 号 ： ６ １ ２ Ｐ ４．５ 文献标识码 ： Ａ
大 气 Ｃ 浓 度 的上 升 导 致 全球 气 候 变 暖 加 剧 ， Ｏ：
认 为 对现 今 大气 Ｃ 源 汇项 没有 贡 献 或 其 贡 献 可 以 Ｏ。
调 同步 变 化 的 特 点 ， 而具 有 明 显 的 短 时 间 尺 度 特 因 点 。有 学者 口］ ７研究 表 明 土壤媒 介 在 岩 溶 作 用 过 程 中 同样起 着重 要 作 用 ， 根兴 等 ［３ 表 层 岩 溶 系 统 水 潘 １从 ８
基金项 目： 国土 资源 部公 益性 行 业 科 研 专 项基 金 （Ｏ １ １２ ）Ｉ Ｃ ／ ＩＡ ９ ２ ｌ ｌＯ ２ 、Ｇ Ｐ ＳＤ ５８项 目和 中 国 地 质调 查 局 地 质 调 查项 目（ ［Ｏ Ｏ 矿 评 ０ —７０ ） 水 ２ １］ ３０— １ 资助 作 者 简 介 ： 程 （９ ５ ） 章 １６ － ，研 究员 ，博 导 ， 主要 从 事 岩 溶环 境 、 溶 作 用 与 碳 循 环 、 文 地 质 与 土 地 利 用 研 究 。Ｅ ｍａｌ ｈ ｈ ｎ （ ａｓ．Ｃ ｃ 。 岩 水 － ｉ ：ｃｚ ａ ｇ￣ｋ ｒｔａ．ｒ ｌ
Ｃ０ 分 压 分 别 为 ０ ０ ｌ ． ３Ｖｏ （ 气 Ｃ ） １Ｖ０ 大 ０２ 或 １
（ 土壤 Ｃ ） ， 解 石 达 到 溶 解 平 衡 的 时 间 分 别 约 Ｏ。 时 方 为 １或 ６小 时 ［ 且 随着 Ｃ 分 压 的增 加 ， 解 石 的 １ 引， Ｏ： 方 平 衡浓度 也显 著增 加 ， 可从 ５ ／ （ ｃ． ． ３ ） ５ｍｇ Ｌ Ｐ ０ 一０ ０
第 ３ ０卷
第 ４期
中 国 岩 溶
ＣＡＲＳ ０Ｌ０ＧＩ ＣＡ Ｓ Ｎｌ Ｉ ＣＡ
wk.baidu.comＶｏ． Ｏ ＮＯ ４ Ｉ３ ．
Ｄｅ ． Ｏ １ ｃ ２ １
２１ ０ １年 １ ２月
文 章 编 号 ： ０ １ ８ ０ ２ １ ） ４ ０ ６ —０ １ ０ —４ １ （ ０ １ ０ － ３ ８ ４
凸现 越 来 越多 的环 境 问题 ， 如极 端气 候 事 件频 发导 致 干旱 与 洪 涝 。碳 减 排 面临 的压 力越 来越 大 ， 开发 新 除 能源 与 节 能技 术 、 规模 植 树 造 林 等 外 ， 找 可 干 预 大 寻
的碳 减 排 途径 就变 得越 来越 重 要 。随着 研 究 的深 入 ，
忽略 不计 ， 即对 当前 大气 Ｃ 缺 乏灵 敏 和 即 时 调 节 。 Ｏ：
因此 ， 溶作 用 要进 人 应对 气候 变 化研 究领 域 并发 挥 岩 其 应 有作 用 ， 须首 先 解决 岩溶 作用 属 于哪 类 时 间尺 必 度 问题 。从 碳 酸盐 岩溶 蚀 的化 学反 应方 程 看 ， 溶作 岩
岩 溶 作 用 时 间 尺 度 与 碳 汇 稳 定 性
章 程
（ 国地 质 科 学 院岩 溶 地 质 研 究 所 ／ 合 国教 科 文 组 织 国 际岩 溶研 究 中心 ／ 中 联 国土 资 源部 、
广 西 壮 族 自治 区岩 溶 动 力 学重 点 实验 室 ， 西 桂 林 ５ １ ０ ） 广 ４ ０ ４
与 大气 圈 、 圈 、 水 生物 圈是 紧 密联 系在 一起 的 ， 现 协 呈
模 型 中 ， 质作 用 （ 岩溶 作用 ） 认 为是 中长时 间尺 地 含 被 度 的作 用 ， 全球碳 循 环碳 通 量参 数设 置 均 比生 物作 其 用 和海 洋 过程 小 ２ ～３个 数量 级 因 而 地 质作 用 被 ¨，
增 加 到 １ ０ ｍｇ Ｌ （ ｃ ０ ３ ） 甚 至 ３ ０ ｒｇ ５ ／ Ｐ ｏ 一 ． ， ０ ／Ｌ ａ
殊 地 质 作 用 过 程 ， 大 气 圈、 圈 、 物 圈 密 切 相 与 水 生
关［ ， ５ 因而其 地球 化 学 过 程具 有 低 温性 、 放 敏 感 性 ］ 开
和生 物 参 与性 等 特点 ［ ， 发 生 的 时 间 尺 度 、 定 ６ 其 ］ 稳
性 和可 干 预性 使其 碳 汇效应 受 到质 疑 ， 迫切 需要 回 是 答 的关 键科 学 问题 ［ 】 。
（ ）１ ； 对环 境 变 化 （ 降雨 、 被 变 化 ） Ｐ 。 一３ ［ 且 。 如 植 极 其 敏感 ， 水 文 地 球 化 学 指标 存 在显 著 的 季 节 、 其 昼