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为探究亚热带喀斯特流域 DOC 和 DIC 动态与降雨强度的关联机制，研究人员对我国南方典型喀斯特流域不同降雨时期采样分析。发现极端降雨促进 DOC 快速传输，中等降雨利于 DIC 生成，旱季以藻类碳循环为主，为碳循环研究提供新视角。
在地球碳循环的宏大版图中，河流如同连接陆地与海洋的 “碳输送管道”，而亚热带喀斯特地区的河流因其独特的地质结构和气候条件，成为碳循环研究的关键区域。近年来，全球气候变化导致极端降雨事件频发，这类 “水文脉冲” 如何影响河流中溶解碳的动态变化，尤其是溶解有机碳（DOC）和溶解无机碳（DIC）的迁移转化机制，一直是学术界尚未完全解开的谜题。一方面，喀斯特地貌区碳酸盐岩的快速风化过程本就为河流碳输入奠定了特殊基底，另一方面，季风气候带来的降水不均性，使得不同强度降雨对碳循环的驱动效应差异显著。然而，目前学界对 “降雨强度 - 碳形态” 的耦合关系缺乏系统性认知，尤其在中小尺度河流中，不同降雨情景下碳来源、迁移路径及生物地球化学过程的差异尚不明确，这极大制约了对全球碳预算的精准模拟。
为破解上述科学难题，我国研究人员聚焦于华南地区典型喀斯特流域 —— 洛江河开展了深入研究。该流域位于广东省，地处亚热带季风气候区，碳酸盐岩广泛分布，且受台风和季风影响显著，是研究极端降雨与碳循环关系的理想区域。研究团队通过对旱季、季风期及台风极端降雨事件的系统采样，结合水化学分析、稳定碳同位素（δ13C-DIC）测定、荧光光谱技术等，揭示了不同降雨强度下 DOC 和 DIC 的动态规律。相关成果发表在《Environmental Research》，为理解亚热带喀斯特河流碳循环对气候变化的响应提供了关键数据支撑。
研究主要采用了以下技术方法：① 野外采样：在洛江河流域设置固定采样点，覆盖旱季、持续中等降雨（季风期）和极端降雨（台风）等不同水文条件，采集河水样本；② 水化学分析：测定溶解碳（DOC、DIC）浓度、碳酸氢根离子（HCO3-）含量、电导率（EC）、溶解氧（DO）等常规水质参数；③ 荧光光谱分析：通过荧光指数（FI）、生物指数（BIX）及蛋白类组分比例，解析溶解有机质（DOM）的来源和生物可利用性；④ 稳定同位素分析：测定 DIC 的 δ13C 同位素比值，追溯其来源（如碳酸盐风化、生物过程等）；⑤ 统计分析：建立降雨强度与碳形态的相关性模型，识别关键驱动因子。
极端降雨对 DOC 数量与质量的影响
极端降雨事件（如台风）引发了陆地向水体的快速碳传输。数据显示，此时 DOC 浓度较平时升高 40-174%，平均值达 13.4 mg/L。荧光指数（FI: 1.98-2.16）和生物指数（BIX: 0.71-1.03）表明，输入的 DOM 以新鲜、生物可利用的蛋白类组分（占比 41-63%）为主，反映出暴雨径流迅速冲刷地表，将土壤和植被中易分解的有机碳快速带入河流。
不同降雨强度下 DIC 的动态特征
持续中等降雨（如季风期）通过延长水 - 岩相互作用时间，促进了碳酸盐的完全溶解。此时 DIC 的 δ13C 同位素比值富集至平均值 - 13.6‰，HCO3-浓度为 38.0-65.7 mg/L，表明碳酸盐风化是 DIC 的主要来源。而极端降雨因缩短水体停留时间，抑制了风化过程，导致 δ13C-DIC 偏轻（-24.9‰至 - 18.8‰），HCO3-浓度较低（33.8-67.7 mg/L）。
旱季基流条件下的碳循环模式
旱季时，藻类介导的碳循环成为主导。光合作用对 DIC 的吸收使 δ13C-DIC 富集（-16.7‰至 - 8.3‰），同时自生源 DOC 通过藻类代谢维持中等水平（平均值 9.5 mg/L），斜率比（SR: 0.88-1.46）的升高进一步佐证了藻类活动对 DOC 的贡献。
研究结论表明，降雨强度是调控亚热带喀斯特河流碳形态的核心因子，形成了 “极端降雨优先驱动 DOC 快速迁移、中等降雨最大化风化源 DIC 生成、旱季基流维持水生碳释放” 的三元模式。这一发现首次建立了 “降雨强度 - 碳形态” 矩阵，揭示了水文极端事件对碳传输路径的决定性作用：极端降雨打破了常规的碳稳定循环，使易分解有机碳成为传输主体；而持续中等降雨通过充分的水 - 岩作用，成为碳酸盐风化碳输入的 “高效通道”。
从科学意义来看，该研究填补了亚热带中小尺度喀斯特河流碳动态研究的空白。鉴于南海承接了全球 6.2-10.3% 的河流碳输入，而其流域面积仅占全球陆地的 2.2%，本研究为精准估算区域碳通量提供了关键参数。同时，研究揭示的 DOM 光学特性（如 FI、BIX）与同位素信号的耦合关系，为利用非侵入式监测技术（如荧光遥感）追踪碳迁移提供了理论依据。在全球气候变化背景下，该成果有助于预测极端降雨事件对陆地 - 海洋碳汇功能的潜在影响，为岩溶地区水资源管理和碳汇保护提供了新的科学范式。
