河流是连接陆地与海洋的关键纽带,陆源有机碳的侵蚀及其在河流中的搬运是全球碳循环的重要环节。河流中的陆源有机碳主要来源于岩石、土壤和植被凋落物。在地质时间尺度中,来自土壤和植被的生物有机碳(biospheric
organic
carbon)的侵蚀以及在海洋和湖泊沉积物中的有效埋藏代表了大气CO2的碳汇;而来源于岩石的化石有机碳(petrogenic
organic
carbon)的氧化则是大气CO2的碳源。在年际到千年时间尺度上,生物有机碳的积累和氧化对大气CO2的浓度有着重要的影响。因此,大江大河中不同来源的有机碳通量及其归宿对于我们理解全球碳循环至关重要。

河流是连接陆地与海洋的关键纽带,陆源有机碳的侵蚀及其在河流中的搬运是全球碳循环的重要环节。河流中的陆源有机碳主要来源于岩石、土壤和植被凋落物。在地质时间尺度中,来自土壤和植被的生物有机碳(biospheric
organic
carbon)的侵蚀以及在海洋和湖泊沉积物中的有效埋藏代表了大气CO2的碳汇;而来源于岩石的化石有机碳(petrogenic
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carbon)的氧化则是大气CO2的碳源。在年际到千年时间尺度上,生物有机碳的积累和氧化对大气CO2的浓度有着重要的影响。因此,大江大河中不同来源的有机碳通量及其归宿对于人们理解全球碳循环至关重要。

河流是连接陆地和海洋碳库的关键枢纽,河流颗粒有机碳的搬运和宿命在全球碳循环中起着重要的作用。大地震能够导致大量的山体滑坡并破坏大量的森林植被和土壤,这个过程造成有机碳的侵蚀,其中包含来自植物通过光合作用固定的现代有机碳,它是全球碳循环的重要组成部分,其埋藏是地质时间尺度重要的碳汇。然而,我们对滑坡侵蚀产生的现代POC的搬运和归宿缺乏了解。2008年汶川地震导致大规模的山体滑坡,对河流物质搬运有着显著的影响,为评估地震滑坡对河流POC输移影响提供了一个绝佳机会。

中国科学院地球环境研究所金章东领导的研究团队,联合英国杜伦大学Robert
Hilton、Alexander Densmore、美国南加州大学Joshua
West和李根、加州大学欧文分校Xiaomei
Xu等人,通过测量青藏高原东缘龙门山地区岷江上游及支流河流悬浮物的有机碳含量及13C和14C同位素,明确了颗粒有机碳来源,并定量了生物有机碳和化石有机碳的相对通量。研究发现:

中国科学院地球环境研究所金章东领导的研究团队,联合英国杜伦大学Robert
Hilton、Alexander Densmore、美国南加州大学Joshua
West和李根、加州大学欧文分校Xiaomei
Xu等人,通过测量青藏高原东缘龙门山地区岷江上游及支流河流悬浮物的有机碳含量及13C和14C同位素,明确了颗粒有机碳来源,并定量了生物有机碳和化石有机碳的相对通量。研究发现:

中国科学院地球环境研究所金章东领导的研究团队,联合英国杜伦大学Robert
Hilton、Alexander Densmore、Darren Gröcke、美国南加州大学Joshua
West和Gen Li、加州大学欧文分校Xiaomei
Xu等人,通过分析2008年汶川地震前后(2006–2012年)杂谷脑河悬浮物POC含量及其13C和14C同位素比值,运用两端元混合模型定量了河流现代POC通量,首次定量评估了汶川地震造成的滑坡对河流POC输移的影响,进而讨论了地震滑坡侵蚀的POC归宿及其控制因素。结果表明,在汶川地震之后4年里,杂谷脑河由滑坡供给的现代POC增加了约2倍。

1、龙门山地区的生物有机碳的14C年龄为~1620
+980/-870年到现代年龄,上游流域的生物有机碳较为年老,这和前人认为年老生物有机碳来自高原侵蚀的观点一致;下游生物有机碳年轻化则说明了可能部分年老生物有机碳在河流搬运的过程中发生了氧化。

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+980/-870年到现代年龄,上游流域的生物有机碳较为年老,这和前人认为年老生物有机碳来自高原侵蚀的观点一致;下游生物有机碳年轻化则说明了可能部分年老生物有机碳在河流搬运的过程中发生了氧化。

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2、化石有机碳的年侵蚀通量为0.04 ± 0.02至1.69 ± 0.56
tC/km2/yr,其差异主要受到物理侵蚀速率的控制,而物理侵蚀速率与坡度紧密相关。

图1
汶川地震前后河流悬浮物中现代POC与化石源POC混合及其与杂谷脑河下游现代POC获益率(下游与上游现代POC通量的比值)(Wang
et al., 2016)

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