青藏高原流域岩石风化机制及其CO2消耗通量:以拉萨河为例

为研究青藏高原流域岩石风化机制及其对CO2消耗通量和气候变化的影响,于2019年11月至2020年10月对拉萨河流域控制断面进行一个完整水文年每月2次的监测和采样,结合水化学及δ13CDIC和834SSO4,探讨了流域水化学特征及其主要影响因素,基于化学计量平衡与正演模型方法定量计算了河流水体主要物质来源,并对流域岩石风化速率与大气CO2消耗通量进行了估算.结果表明:拉萨河流域水体中Ca2+和HCO3-为主要的阳离子和阴离子,水化学类型为HCO3-Ca型,大气输入、人为输入、硅酸盐岩和碳酸盐岩风化端员对河水阳离子的年平均贡献率分别为6％、4％、21％和70％;河水化学计量学、δ13CDIC(-8.78‰～-1.35‰)和δ34SSO4(-2.26‰～-1.10‰)变化均证明由煤系地层硫化物及矿床硫化物的氧化形成的硫酸(各占约50％)广泛参与了流域的化学侵蚀,硫酸对碳酸盐岩的风化作用旱季显著强于雨季.流域硅酸盐岩风化速率与大气CO2消耗通量的年平均值分别为5.20 t·km-2·a-1和118×103 mol·km-2·a-1;仅考虑碳酸风化作用时,流域碳酸盐岩风化速率与大气CO2消耗通量分别为22.5 t·km-2·a-1和202× 103 mol·km-2·a-1;硫酸参与作用下,流域碳酸盐岩风化速率估算结果提高了 31％(升至29.4 t·km-2·a-1),岩石(碳酸盐岩和硅酸盐岩)风化消耗大气CO2通量则降低了 35％(降至207×103 mol·km-2·a-1).硫酸参与流域碳酸盐岩的风化改变了区域碳循环,这是全球碳循环模型应该考虑的一个重要环节.