由于快速溶解动力学，碳酸盐岩风化对构造活动和气候变化高度敏感，对短时间尺度（102至104年）的碳循环起着关键作用。在全球变暖的大背景下，极端天气和水文事件频发，但这些事件如何影响碳酸盐岩风化及其碳收支尚不明确，尤其是在构造侵蚀剧烈的地区。

中国科学院地球环境研究所的金章东研究团队通过青藏高原东部岷江上游季节性（周分辨率）河水中阴阳离子、87Sr/86Sr以及悬浮颗粒物的地球化学和矿物学组成分析，表明岷江上游的河水化学主要由碳酸盐岩溶解主导，进而探讨碳酸盐岩风化对暴雨事件的季节性响应。数据显示，在2010年季风期间，流域共经历了6次暴雨事件。与非季风期相比，这些暴雨事件导致径流量（Qw）和悬浮物浓度（SSC）分别增加了7-14倍和10-40倍，碳酸盐岩风化及其CO2消耗平均通量分别增加了270%和264%（图1）。进一步地，研究团队提出风暴事件对碳酸盐岩风化及其CO2消耗的增强机制：（1）暴雨导致更多新鲜碳酸盐矿物暴露，增加了反应比表面积；（2）高Qw条件下，碳酸盐矿物的快速溶解动力学使其比硅酸盐矿物更快溶解，导致水体迅速达到饱和；（3）强降水可能促进土壤CO2的排放进入水体，为驱动碳酸盐岩的溶解提供了更多的质子。

研究团队进一步采用碳酸盐岩不一致溶解（ICD）模型，揭示了在流域尺度上，高侵蚀作用导致碳酸盐岩风化时Mg和Sr相对于Ca的优先淋出（图2），并通过暴雨事件产生更多的碳酸盐岩以悬浮颗粒形式被带到下游进一步风化。该研究为认识全球变暖背景下风化、侵蚀和气候之间的关系提供了新的见解。

上述成果近期发表在国际水文学期刊Journal of Hydrology上。中国科学院地球环境研究所徐阳博士为第一作者，金章东研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（41930864，42221003，42303066）和博士后科学基金（2023M743465）项目的共同资助。

Xu Y, Jin Z*, Zhang F, Gou L-F, Li C, Wang J, Jin C, Deng L. 2024. Intensified carbonate weathering during storm events in a highly-erosion river catchment. Journal of Hydrology, 642: 131860.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169424012563

图1 岷江上游镇江关水文站河水Sr2+、87Sr/86Sr与碳酸盐岩风化（ΦCW）及其CO2消耗（ΦCO2carb）通量变化，E1至E6代表6次暴雨事件

图2 非季风与暴雨事件期间碳酸盐岩不一致溶解（ICD）过程示意图