云南异龙湖无机碳埋藏的近现代模式研究

中国水利水电出版社

【作者】李平著

【I S B N 】978-7-5226-3648-1

【责任编辑】张玉玲

【适用读者群】本专通用

【出版时间】2025-08-01

【开本】16开

【装帧信息】平装（光膜）

【版次】第1版第1次印刷

【页数】184

【千字数】206

【印张】11.5

【定价】￥69

【丛书】暂无分类

【备注信息】

图书详情

简介

本书特色

前言

章节列表

精彩阅读

下载资源

相关图书

在气候变化背景下，对自然生态系统碳汇过程的科学评估可以为科学制定减碳增汇政策提供参考。本书以大型富营养化浅水湖泊异龙湖为研究对象，评估了人为活动和气候变暖背景下湖泊无机碳埋藏过程的转变历史。研究发现，湖泊富营养化加速了无机碳的周转速率，使无机碳的埋藏通量快速增加。总体而言，湖泊初级生产力的上升增强了水体捕获并隔离大气CO2的能力。在考虑无机碳埋藏加速和碳源传输的基础上，本书提出的湖泊碳埋藏评估方式比传统模式的碳埋藏通量高出86%，显示了将无机碳埋藏纳入湖泊碳埋藏评估的重要性。

在应对气候变化和实现“双碳”目标的背景下，对全球碳收支和重要碳汇的精确评估是科学制定适应和减缓政策的重要依据。

湖泊等内陆水体的碳埋藏被认为是重要的剩余陆地碳汇，其中岩溶地区碳酸盐风化产生的溶解无机碳（DIC）通过湖泊水体的“生物碳泵”等作用进入沉积物埋藏，实现了对大气CO2的长期固定。水体和沉积物中有机碳—无机碳的转化过程可以使水生光合作用形成的内源有机碳转化为自生碳酸盐并长期埋藏，从而改变无机碳埋藏在湖泊碳收支中的源—汇角色。在无机碳循环持续影响湖泊碳收支的背景下，开展湖泊无机碳的分布模式、埋藏过程与驱动机制研究有助于精确估算湖泊碳汇和陆地碳收支。

本书选取云南岩溶地区典型的富营养化浅水湖泊异龙湖为研究对象，应用流域调查、水体监测等手段实施了为期两年的现代过程监测，开展了稳定碳同位素信号、元素含量、碳埋藏通量、藻类生物量等指标分析，在识别湖泊无机碳循环的现代过程和时空分布特征基础上揭示了无机碳来源组成、迁移转化和埋藏过程对水体富营养化的响应模式，分析了不同碳源及其传输转化对湖泊碳埋藏和碳收支过程的影响，总结了影响异龙湖无机碳循环和碳收支的关键过程和主要机制。

本书的研究结果表明：异龙湖现代无机碳组成与浓度的季节和空间分布模式主要受湖泊初级生产力影响，并且近百年来水体富营养化和藻类暴发导致了无机碳埋藏通量的显著增长和无机碳来源的明显改变。初级生产力上升，通过增强原生碳酸盐沉积、促进成岩碳酸盐形成、加快水体DIC周转等途径显著提高无机碳的埋藏速率和内源有机碳向无机碳沉积的转化通量，同时也提高了异龙湖近百年来通过无机碳埋藏固定大气CO2的能力。本书研究发现，湖泊无机碳埋藏是岩溶地区的重要碳汇过程，且与人类活动的耦合作用在流域开发背景下显著增强。因此，在对岩溶地区碳循环过程和碳汇通量进行科学评估时需要重视无机碳埋藏能力的持续影响和流域开发对无机碳循环的驱动作用。

在本书成书过程中，我得到了导师陈光杰教授的悉心指导和云南师范大学高原地理过程与环境变化云南省重点实验室师生的大力帮助，在此一并表示感谢。

本书是国家自然科学基金项目（42171072，41771239）、云南省重点研发计划（202203AC100002-02）的阶段性成果，并得到西昌学院博士启动项目（YBZ202321、YBZ202302）的资助。由于作者水平有限，书中难免存在不足和遗漏之处，恳请读者批评指正。

作者

2025年2月

前言
引言 1
第1章湖泊无机碳埋藏研究现状 5
1.1 湖泊碳埋藏 5
1.2 湖泊无机碳来源识别 7
1.2.1 湖泊沉积物无机碳来源识别方法 7
1.2.2 湖泊水体DIC及其同位素信号 8
1.2.3 湖泊自生碳酸盐及其同位素信号分布 11
1.2.4 湖泊外源碳酸盐及其同位素信号特征 12
1.2.5 湖泊生物碳酸盐及其同位素信号特征 13
1.2.6 湖泊埋藏无机碳的来源和组成识别 13
1.3 湖泊无机碳埋藏的主要过程与影响因素 14
1.3.1 湖泊无机碳埋藏的流域影响过程 15
1.3.2 湖泊无机碳埋藏的原生沉积过程 17
1.3.3 湖泊无机碳埋藏及早期成岩过程 17
第2章研究区概况、研究内容与研究方法 19
2.1 研究区概况 19
2.2 研究内容与技术路线 21
2.2.1 研究内容 21
2.2.2 技术路线 23
2.3 数据获取与样品采集 25
2.3.1 流域基础资料收集 25
2.3.2 流域现代过程调查 25
2.3.3 湖泊沉积物样品采集 26
2.3.4 沉积物孔隙水提取 27
2.3.5 腹足类壳体采集 27
2.4 实验分析方法 27
2.4.1 水体指标的分析测试 27
2.4.2 元素和同位素测定 28
2.4.3 沉积物钻孔年代学分析 28
2.4.4 沉积物环境代用指标分析 29
2.4.5 相关生物地球化学指标分析 31
2.4.6 沉积物碳累积速率 32
2.4.7 碳酸盐矿物鉴定 33
2.5 数理统计方法 33
第3章异龙湖无机碳现代沉积的水体过程 35
3.1 表层水体理化特征 35
3.2 DIC和δ13CDIC变化的时空规律和驱动因素 37
3.2.1 DIC和δ13CDIC变化的时空规律 37
3.2.2 DIC和δ13CDIC变化的驱动因素 42
3.3 表层水体DIC来源及其时空模式 47
3.3.1 流域DIC来源 47
3.3.2 湖泊DIC来源估算方法 50
3.3.3 表层水体DIC来源及其时空模式 56
3.4 无机碳现代沉积通量变化特征与驱动过程 61
3.4.1 无机碳现代沉积通量监测方法 61
3.4.2 异龙湖无机碳现代沉积通量的时空变化 62
3.4.3 无机碳现代沉积通量的驱动过程 63
3.5 无机碳现代沉积的矿物学、碳同位素分馏与碳源结构变化特征 65
3.5.1 无机碳现代沉积的矿物学特征 65
3.5.2 无机碳现代沉积的同位素分馏特征 66
3.5.3 无机碳现代沉积的碳源结构变化特征 67
3.6 水体OC-IC转化的时空规律和影响因素 68
3.7 本章小结 70
第4章异龙湖无机碳现代沉积的埋藏模式和碳源组成 72
4.1 表层沉积物无机碳含量的空间变化模式和驱动过程 72
4.1.1 表层沉积物无机碳含量的空间变化模式 72
4.1.2 表层沉积物无机碳含量空间模式的驱动过程 73
4.2 表层沉积物无机碳δ13CTIC信号的空间模式及碳源识别 79
4.2.1 表层沉积物无机碳δ13CTIC信号的空间模式 79
4.2.2 表层沉积物无机碳的碳源识别 80
4.3 无机碳现代埋藏的矿物学特征、不同类型碳酸盐的贡献和埋藏模式 82
4.3.1 无机碳现代埋藏的矿物学特征 82
4.3.2 不同类型碳酸盐的贡献和埋藏模式 84
4.4 无机碳现代沉积和埋藏过程的OC-IC转化过程评价 86
4.5 本章小结 88
第5章异龙湖无机碳近代埋藏过程 90
5.1 近百年来无机碳埋藏速率变化及其空间模式 90
5.1.1 近百年来无机碳埋藏速率变化 90
5.1.2 近百年来无机碳埋藏速率变化的空间模式 93
5.2 近百年来无机碳埋藏的碳源变化历史重建 94
5.2.1 无机碳埋藏的碳源变化历史重建方法 94
5.2.2 异龙湖近百年无机碳埋藏的碳源变化 100
5.3 无机碳埋藏速率、碳源变化对流域开发和气候变化的响应 102
5.3.1 近百年流域环境变化特征 102
5.3.2 无机碳埋藏速率对流域开发和气候变化的响应 104
5.3.3 无机碳埋藏碳源变化对流域开发和气候变化的响应 110
5.4 本章小结 120
第6章异龙湖无机碳埋藏的近现代演变模式 122
6.1 水体溶解无机碳、无机碳现代沉积与埋藏过程 122
6.1.1 水体溶解无机碳、无机碳现代沉积过程对比 122
6.1.2 水体溶解无机碳、无机碳现代沉积与埋藏过程对比 124
6.2 无机碳现代沉积和钻孔沉积记录模式与过程对比 126
6.2.1 无机碳累积速率、有机碳矿化贡献的对比 126
6.2.2 无机碳埋藏模式对比 128
6.3 异龙湖无机碳近现代埋藏过程关键影响机制识别 130
6.4 异龙湖无机碳埋藏过程转变对全球湖泊碳埋藏评估的指示意义 133
6.5 本章小结 137
第7章主要结论与展望 138
7.1 主要结论 138
7.2 展望 140
附录异龙湖光合分馏和脱气分馏系数 141
参考文献 147

关闭

打印