近日，我校地理与环境科学学院周忠发教授团队在地球科学领域一区TOP期刊 Journal of Hydrology (IF=5.9) 在线发表题为“Anthropogenic exogenous nitric and sulfuric acids in karst plateau reservoirs and their impact on carbon sinks”的研究论文。

碳酸盐岩是全球最大的碳库，岩溶作用是全球碳循环的重要部分，具有重要的碳汇意义。然而，在外源酸（硝酸、硫酸）的参与下，碳酸盐岩溶蚀可能是大气中CO₂的源。因此，研究外源酸对岩溶碳汇的影响对于准确评估岩溶作用的碳汇效应、完善全球碳循环模型具有重要的科学意义。本研究以贵州喀斯特地区平寨水库为对象，通过分析水化学特征和多元稳定同位素，研究硝酸和硫酸对岩溶碳汇的影响。

研究区域位置及特征

结果显示，Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-浓度表明平寨水库水化学类型受碳酸盐岩溶蚀的控制。[Ca²⁺+Mg²⁺]/ [HCO₃^-+NO₃^-+SO₄^2-]的比值约为1，并且[Ca²⁺+Mg²⁺]/ [HCO₃^-]的当量比值和δ¹³C_DIC值均分布在碳酸溶蚀碳酸盐岩和硝酸、硫酸溶蚀碳酸盐岩之间，表明平寨水库碳酸、硝酸和硫酸共同参与了碳酸盐岩溶蚀。NO₃^-主要来源于降水和化肥中NH₄⁺硝化、土壤有机氮、肥料中的NO₃^-以及生活废水和牲畜粪便。SO₄^2-主要来源于硫化物氧化、土壤有机硫、生活污水和合成肥料。扣除不能产生硝酸和硫酸的来源（即不参与溶蚀碳酸盐岩的部分）后，计算得到硝酸和硫酸对平寨水库碳酸盐岩溶蚀平均贡献率分别为9.9%和52.2%。碳汇高估比例在枯水期和丰水期分别为59.8%和64.4%。研究结果强调在碳循环的评估中，应考虑硝酸和硫酸对碳酸盐岩溶蚀的干扰作用。

离子来源的岩石类型

外源酸参与碳酸盐岩溶蚀的水化学及同位素证据

该论文第一作者系周忠发教授（通讯作者）指导的2022级博士研究生孔杰。该研究得到国家自然科学基金（42161048）、贵州省科技计划项目（黔科合支撑[2023]一般218）、贵州省科技计划项目（黔科合中引地[2025]031）和贵州省重点实验室建设项目（黔科合平台[2025]014）的联合资助。

文章全文链接: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133394