李廷勇研究员团队等发表论文揭示水文地质和碳
来源:未知 作者:admin 日期:2024-06-26
李廷勇研究员团队等发表论文揭示水文地质和碳源对洞穴次生碳酸钙沉积物δ13C的影响
2024年6月25日,云南师范大学地理学部,云南省高原地理过程与环境变化重点实验室李廷勇研究员团队与西南大学地理科学学院岩溶环境重庆市重点实验室李俊云教授研究团队等合作,在国际著名的地球化学Top期刊Chemical Geology在线发表了题为 The influence of hydrogeology and carbon sources on speleothem δ13C based on long-term monitoring in Furong Cave, southwest China 的研究论文。δ13C是石笋古气候重建中的重要指标,记录了区域气候和地表环境信息,常被用于解释生态环境与气候演变之间的关系。本文根据研究团队2009-2019年在重庆市芙蓉洞开展的洞穴系统监测数据,包括大气环境(温度和降水量)、土壤有机质的“老碳”含量、洞内环境(温度、相对湿度和pCO2)、滴水滴率和洞穴次生碳酸钙沉积速率等,利用稳定同位素δ13C和Δ14C技术,分析芙蓉洞上覆表层岩溶系统的水文地质条件、洞穴环境和不同来源的“老碳”(多年有机质分解释放的CO2和基岩)对滴水和洞穴次生碳酸钙沉积物δ13C的影响。研究发现,对于同一个滴水点,当滴水速率<1滴/分时,洞穴滴水和相应沉积的洞穴次生碳酸钙δ13C出现明显偏正。Δ14C和δ13C的综合应用,可以有效区分滴水的碳源,其中不同来源的“老碳”是影响滴水δ13C的重要因素,当滴水中含有较多土壤多年有机质分解释放的“老碳”时,滴水和次生碳酸钙δ13C偏轻;当滴水中来自于基岩的“老碳”占主导时,滴水和次生碳酸钙δ13C偏重。滴水和沉积物中的“老碳”含量均具有稳定性,但滴水中的“老碳”含量低于洞穴次生碳酸钙沉积物,说明“老碳”可以累积于沉积物中,导致同一个洞穴不同石笋δ13C产生明显差异。本研究综合应用稳定碳同位素和放射性碳同位素探索不同碳源对石笋δ13C的影响,“双碳”结合的方法有助于深入解译石笋δ13C记录的环境信息。
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图1 芙蓉洞滴水滴率和洞穴次生碳酸钙沉积物δ13CCc的变化特征
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图2 2011-2015年芙蓉洞次生碳酸钙沉积物δ13CCc (A)和Δ14C (B)的变化特征
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图3 芙蓉洞滴水δ13CDIC和Δ14C (A),洞穴次生碳酸钙沉积物δ13CCc 和Δ14C (B)的相关性分析图
论文链接:
Li, J. -Y., Li, T. -Y., Li, H.C., Spötl, C., Chen, C. -J., Z, J., Wu, Y., Li, H. -Y., Jin, Y., Zhao, M., Li, H.K., Dong, Y.M., 2024. The influence of hydrogeology and carbon sources on speleothem δ13C based on long-term monitoring in Furong Cave, southwest China. Chemical Geology, 662, 122210. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122210
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