珠江流域向南海输送“老”碳是碳酸盐风化和水生光合的共同作用

　　河流输送到海洋的溶解无机碳(DIC)和有机碳(OC)受自然和人为双重因素的影响。了解DIC和OC的年龄、来源和转化问题，有助于掌握全球碳收支和提高现在以及未来自然和人类对河流碳循环影响的估算精度。通常认为河流中偏负(老)的颗粒有机碳(POC)D¹⁴C主要是由于深层土壤或沉积岩的侵蚀作用，然而这一解释在以碳酸岩为主的流域或受碳酸盐风化影响较大的河流可能存在问题。 

　　 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汇研究小组选取珠江流域作为研究区，利用双碳同位素(¹⁴C-¹³C)方法，结合水生植物生长和传统水化学特征，揭示了河流中DIC和POC的来源及其控制机制。研究发现：(1)流经碳酸岩为主的珠江流域的DIC和POC的D¹⁴C均偏负; (2) DIC和POC的D¹⁴C具有明显季节变化，雨季偏重，旱季偏轻；在空间变化上，从上游到下游呈偏重趋势；(3) POC的δ¹³C值与其年龄表现为负相关关系。这些特征主要反映出水生植物光合利用碳酸岩风化产生的老碳(DIC)形成内源有机“老”碳的影响，而并非来自深层土壤或岩石侵蚀产生的偏老POC。 

　　 本研究利用双碳同位素首次证实了在富含碳酸岩的亚热带大型河流系统中具有偏负的D¹⁴C特征值的有机碳主要来自河流初级生产力产生的内源有机碳(AOC，表观偏“老”，实际是新近形成的有机质)。此外，在以碳酸岩为主的河流中“老”POC的输送对于受此类河流影响的河流或近海岸碳的年龄的准确解译方面具有重要的意义。同时也表明在评估岩石风化碳汇时需要同时考虑河流DIC和AOC的浓度，否则将低估岩石风化碳汇对全球碳循环的影响。 （刘再华课题组 / 供稿） 

　　 上述成果发表在国际应用地球化学杂志《Applied Geochemistry》上。 

　　 原文链接： http://dx.doi.org/10.1016/j.apgeochem.2016.12.014