中国西南高寒冰川覆盖型岩溶地下水概念模式与岩溶碳汇研究

IPCC第五次评估报告指出：1880-2012年间由于人类活动导致的CO₂大规模排放使得全球地面平均温度升高了0.85摄氏度，目前人类面临着严峻的气候变暖问题，为此，全球碳循环研究以及碳排放谈判成为近年来的国际热点。

全球变暖有许多表现形式，其中冰川退缩是重要的表现形式之一。冰川退缩过程中，伴随着大量的冰川融水释放，这些新进入液态水循环过程中的地下水与下覆的碳酸盐基岩发生水-岩-气相互作用，将会产生激发的岩溶碳汇。

青藏高原总面积达250万km²，约占中国陆地面积的1/4，高原上不但冰川广布，而且碳酸盐岩分布面积也很可观，评价气候变暖条件下青藏高原冰川覆盖型岩溶地下水系统的激发岩溶碳汇量意义重大。

本研究选择的研究样区--云南玉龙雪山冰川岩溶区处于青藏高原的东南缘，是欧亚大陆最南端的海洋型冰川，该雪山1957年共有19条冰川，总面积达11.6km²，而2009年仅剩13条（面积4.42km²），冰川退缩十分显著。为此，中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室刘再华研究员带领的喀斯特作用碳循环研究小组，在对玉龙雪山进行水文地质调查的基础上，对2011-2014年间的冰川融水、雪水、周边泉水、丽江坝子区雨水开展了水化学和C-H-O稳定同位素的系统监测研究，结果发现：(1) 玉龙雪山地区的岩溶发育速率慢于金沙江的快速下切，缺乏大型的岩溶管道，含水层属于扩散流系统；(2)玉龙雪山含水层有多个排泄区，其中金沙江是岩溶侵蚀基准面；(3)岩溶含水层的地下水中冰川融水的比例达29%；(4) 该系统的岩溶作用碳汇通量为26.67±3.44t-CO₂ km^-2a^-1。

这些研究成果为全球变暖环境下青藏高原类似岩溶地区水资源的形成和岩溶作用碳汇评价提供了有价值的方法论基础。

该成果发表在国际权威水文学杂志《Journal of Hydrology》上。 原文链接：

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169415005326

                                                   （环境室刘再华课题组/供稿）