热带溪流中溶解无机碳动态的驱动因素：来自印度西高止山脉穆纳尔关键带观测站的见解

《Aquatic Sciences》：Drivers of dissolved inorganic carbon dynamics in tropical streams: insights from the Munnar Critical Zone Observatory, Western Ghats, India

DIC动态受碳酸盐岩风化主导，干季水力与生物过程显著影响浓度。间歇溪流DIC浓度6-2838 μM，HCO3-为主，季节性呈现chemostatic（雨季）与chemodynamic（旱季）模式。同位素δ13C分析显示旱季DIC主要来自C3植物有机物分解及污水输入。

　　

摘要

本研究探讨了影响印度西高止山脉Munnar关键带观测站间歇性溪流中溶解无机碳（DIC）动态的主要因素。研究人员在七条小型山顶溪流、其下游的大型溪流以及周边地区的地下水中进行了季节性采样。溪流水体富含氧气（溶解氧含量为30–136%），有利于溪流中有机物的好氧再矿化过程。DIC浓度随季节变化，小型溪流中的DIC浓度范围为6至2838 μM，大型溪流中的DIC浓度范围为44至2165 μM，其中HCO₃^?是主要的DIC成分。在间歇性溪流中，DIC水平主要受碳酸盐岩风化作用的调控，这一结论通过ΔDIC/ΔCa²⁺比值得到证实，并且有证据表明雨季过后风化作用加剧。DIC浓度与溪流规模基本无关。对浓度-流量关系的分析显示，雨季期间 DIC浓度保持稳定，而旱季则呈现化学动态变化特征。雨季过后对大型溪流进行的同位素分析（δ¹³C-DIC）表明，DIC的增加主要来源于好氧有机物的呼吸作用，这些有机物来自陆地C₃植物和污水。这些发现凸显了控制热带山区流域DIC动态的水文、地球化学和生物地球化学过程之间的复杂相互作用。建议开展连续的高分辨率监测，以进一步阐明这些敏感生态系统中影响溪流水体DIC的因素。