文档介绍：应用基础与工程科学学报,
第23 卷 1 期 Vol. 23 No. 1
2015 年 2 月 JOURNAL OF BASIC SCIENCE AND ENGINEERING February 2015
: ( ) : :
文章编号 1005-0930 2015 01-0001-011 中图分类号 P592 文献标识码 A
:
doi 10. 16058 /j. issn. 1005-. 01. 001
官厅水库底泥中碳的分布及累积特征
雒钊, 马吉明, 郑双凌, 南春子
( , )
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京 100084
摘要: 水库的拦蓄作用显著改变了天然河流的输运过程,库区底部成为重要的碳
积蓄场所. 本文通过野外调查和实验测量,研究了官厅水库 4 个典型区域( 近岸
区、河口区、浅水区和深水区) 底泥柱状样中碳的组成、分布特征以及累积现状.
结果表明,不同区域底泥碳含量的差别较大,从大到小依次为近岸区( 3. 04% )
> 河口区( 2. 48% ) > 浅水区( 1. 52% ) > 深水区( 1. 49% ) ,其中有机碳所占的比
例分别为 64% 、52% 、56% 和 55% . 四个区域间无机碳含量的分布没有明显差
别,而有机碳含量差异显著. 河口区底泥沉积受上游河流淤积作用的影响,有机
碳含量随深度变化波动,而其它区域有机碳含量都表现出随深度逐渐减小的特
点. 受不同区域泥沙淤积、植被类型以及水动力条件变化的影响,底泥的碳埋藏率
差别很大,分别为河口区( 1300g /( m2 ·a) ) 、近岸区( 156g /( m2 ·a) ) 、浅水区
( 70g /( m2 ·a) ) 和深水区( 40g /( m2 ·a) ) .
关键词: 水库; 底泥; 有机碳; 无机碳; 空间分布
水库的兴建在起到蓄水拦洪、提高水资源利用率的同时也增加了水体在库区内的滞
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, , , 1-4
留时间水流入库后水势变缓搬运能力下降库区底部成为了重要的积蓄场所. 水流
,
携带物及库区内土壤颗粒和动植物残体等的混合物经过一系列复杂的物理、化学及生物
, ,
作用沉积于库底形成底泥. 碳是底泥的重要组成部分也是最重要的生物元素水库底部
[ ]
4-6 ,
几乎所有的生物物理化学变化都与其相关. 长期以来人们对水库底泥的碳储存特性
[ ]
, 7-8 ,
有所忽视研究热点集中在水库底泥中有机农药、重金属污染物等方面而对水库底
泥中碳的组成、分布和沉积特点的关注相对较少.
[]
, 1 ( )
20 世纪 80 年代 Mulholland 等通过估算全球内陆水域湖泊和水库底泥中碳的
年埋藏量,发现其可以用来解释工业革命以来全球碳收支计算的不平衡,大气中一部分
[]
, 9
“遗失碳”以沉积物的形式储存在内陆水域其中水库的埋藏量是湖泊的 10 倍. Dean 等
[]
2 , (
和 Cole 等后来的研究结果表明全球水库中碳的年埋藏量约为 0. 16—0. 20Pg 1Pg =
[ ,, ]
15 ) , ( ) ( ) 1 2 9-11 ,
10 g 大于海洋 0. 10Pg 和湖泊 0. 02—0. 07Pg 碳的年埋藏量水库底泥的碳储
收稿日期: 2013-10-15; 修订日期: 2014-06-05
( ) ;
基金项目: 国家自然科学基金项目 51379099 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室资助课题
( )
2012-ky-1
( ) , ,
作者简介: 雒钊 1987—男博士研究生.
( ) , , , :
通信作者: 马吉明 1960—男教授博士生导师. E-mail majiming@ tsinghua. edu. cn
书
2 应用基础与工程科学学报 Vol. 23
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, 16 , ,
存能力不可小视. 目前中国有 87000 多座水库居世界第一位底泥中碳的储量应相
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, 11-15 ,
当可观. 然而国内对碳分布和储存的研究多集中在土壤、湖泊和湿地等领域对水
库方面的研究尚缺乏报道.
本研究以野外调查和测量分析为基础,综合研究了水库不同区域底泥的沉积特性,对
,
比了建库前后底泥沉积物与基质土壤碳含量的差异并对沉积层碳的组成、来源和分布特
,
性进行了讨论. 结果不但有助于了解水库底泥中碳的沉积状况同时也可为水库底泥碳储
存能力的评估提供科学依据.
1 研究