岩溶环境重庆市重点实验室李俊云教授与云南师范大学合作，在国际地球化学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。根据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”结合有助于深入解译石笋δ13C记录的环境信息。
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
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
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)的分布
李俊云教授和李廷勇研究员为论文共同通讯作者，合作者包括台湾大学地质系李红春教授、因斯布鲁克大学Christoph Spötl教授、中国科学院贵阳地球化学研究所赵敏研究员、东北师范大学地理科学学院李鸿凯副教授和董彦民博士、云南师范大学地理学部陈朝军博士、法国波尔多大学张键博士、德国海德堡大学博士生吴尧、西南大学地理科学学院硕士研究生李华燕和靳悦。研究得到国家自然科学基金(No. 42172204、42272214、42488201 )、云南省基础研究计划重点项目(Grant202201AS070022)、云南省中青年学术技术带头人后备人才项目(No. 202205AC160025)、广西岩溶动力学重大科技创新基地开放课题资助项目(KDL＆Guangxi202003)等支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122210
