全球气候变暖,极端气候等自然灾害频繁,已经引起世界各国的注意,影响着世界各国的经济。目前很多学者认为气候变化与温室气体(主要是C02)的变化有较大的关系。自有监测数据以来,全球CO2浓度在逐年的增加,人类生存环境变化巨大。然根据全球碳平衡,目前碳还存一个差值,这个差值被叫做遗失碳汇(missing carbon)。该遗失碳汇随着大气CO2浓度逐年的增加而在逐渐增加。目前对于碳汇的研究主要分两大块,即陆地和海洋。在研究过程中,主要从碳元素影响因子与化学物质或化学元素之间的关系、碳元素与土壤及植被的关系、碳元素在湿地、河流及海洋特征等。但最终目的就是为了寻找遗失的碳汇。一般认为,碳酸盐岩与CO2以及水作用,可以较快的吸收CO2,并产生了碳汇。因此短时间内岩溶区碳酸盐岩可较快的吸收大气中CO2；而长时间尺度内,主要认为是硅酸岩岩所产生的碳汇,并认为与碳酸盐岩对碳汇的效应约各占一半。根据全球碳平衡,全球还存在着约2.8PgC的遗失碳汇,但多数从一个或几个方面的因素来研究碳汇。很少研究一个完整流域碳汇量,碳汇的影响因素等。本文以潮田河流域为例,通过对潮田河流域的地质背景的调查,选取24个不同地质背景下的研究点,通过野外与室内实验,得到水体中电导率(EC)、水温、PH值等参数,HCO3-、SO42-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子浓度,δD、8180、δ13CDIc等稳定同位素以及重金属元素Pb,Cr,Cd,Zn等的浓度。同时检测各岩性土壤中的重金属以及Ca、Mg元素的浓度。通过分析比较可得到一下结论：1、水类型主要决定于地层的岩性以及地层中所含有的矿物等。非岩溶区的主要有Mg·Ca-HCO3-SO4型水,Ca·Mg-HCO3型水；岩溶区的主要为Ca-HCO3型水,Mg·Ca-HCO3型水。然而,Mg·Ca-HCO3-SO4型水还受到混合、浓缩以及施肥等作用影响。在受人为因素影响较大的地方,Mg·Ca-HCO3-SO4型水也比较突出。2、δ13在地下河与地表河的变化里相反的趋势。地表河中,8D由上游至下游在不断的变重,而地下河中的8D由上游至下游在不断的变轻；无论是地表河流还是地下河,氘氧同位素整体趋势从2011年8月至2011年11月较2011年12月至2012年7月轻,并且在一年之中成一定的变化趋势,主要原因可能是雨水和温度共同作用所致。该研究区域,δD与δ18O分别介于-45.7‰～-29.40‰之间与-7.50‰～-4.89‰之间,而这两个数值均重于高原中上的,说明季风气候因素影响了降雨中的δD与δ18O同位素。这也说明了潮田河流域的雨水主要来自季风作用,并受温度的影响。3、δ13CDIC的变化范围在-18.00‰～-1.86‰,说明碳主要来自于大气,非岩溶区的碳来源受植被等生物作用影响明显,岩溶区主要受岩石的影响明显。随着季节性变化及降雨量的变化,δ13CDIC在一年当中呈周期性变化,在一年的2月份为最高,而到了一年的5-9月份(雨季)为最低,可能原因是植被的光合作用吸收了大量水中的碳源进而导致水中的无机碳(主要是HCO3-)变轻,而到了冬季,温度低,降雨少,植物作用相对较弱,使得δ13CDIC变得更重。4、岩溶区与非岩溶区域在空间上水体中HCO3-浓度变化约10倍左右；时间上,沿着河流往下(非岩溶区水—外源水进入岩溶区),河流水体的HCO3-浓度在逐渐增大。HCO3-浓度在季节性变化中,旱季水中的HCO3-浓度略高于雨季,主要原因是水的稀释作用影响；而非岩溶地区,HCO3-浓度年变化不大。而同一天,水中植物丰富的地方,HCO3-浓度昼夜变化较明显。5、水体中的PCO2有较明显的差异。岩溶区中的PCO2高于非岩溶区域；地下河中的PCO2高于地表河。6、水体中的各种离子主要来自于岩石的风化作用。但碳的来源不同,非岩溶区水体中的碳主要来自于大气,岩溶区碳与岩石的来源在比例上将近一半,岩石来源占57.9%,而大气或土壤来源占42.1%。7、地质碳汇受多种因素的影响。地质背景直接影响土壤中的钙镁元素的量以及水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-量,进而影响地质碳汇量,但地质碳汇量不仅仅只受地质背景影响；暴雨可以增加地质碳汇量,但此时水中的HCO3-的浓度低于非暴雨的时候；假设流量不变时,本文认为温度在20.2℃时为潮田河流域岩溶区产生碳汇量最大的时候,若低于20.2℃时,水可继续对碳酸盐岩进行溶解,若高于20.2℃温度时,水体可能将部分HC03-转化成C02和水,进而释放C02生物作用在整个地质碳汇作用中起到重要的作用,尤其是水体中的藻类等植物生长；含硫铅锌矿的开采,导致可被氧化的硫化物减少,水体中的SO42-离子减少,导致碳汇量的减少。一般认为岩溶区5O42-离子只是改变了碳循环的改变,并未增加碳汇,而非岩溶区硫化物的氧化可以增加碳汇量,或者说,非岩溶区由矿物氧化所得并进入水中SO42-离子含量的高低可以指示该区碳汇量的大小。故人类采矿(含硫铅锌矿)可能会导致地质碳汇成倍的较少。8、在不考虑水体中的有机碳及悬浮颗粒碳的情况下,通过降雨量、径流深度、径流面积等计算可得：潮田河流域非岩溶区的年碳汇量为1586.9tc/a,岩溶区的碳汇量为4318.3tc/a,另外外源水流入到岩溶区后可以增加碳汇量为2818.8tc/a,故潮田河流域的年碳汇量为8724.0tc/a。故潮田河地质碳汇每平方千米的平均碳汇量分别是：非岩溶区地质碳汇量为5.2tc.a-1.km-2,岩溶区地质碳汇量为25.0tc.a-1.km-2,外源水可增加岩溶地质碳汇量为16.3tc.a-1.km-2,或者说潮田河流域外源水可使得该岩溶区地质碳汇增加到1.7倍。此时,包含水生生物光合作用产生23%的碳汇量以及地下潜流产生的33.8%的碳汇量。故潮田河流域碳汇量的计算需要考虑水生生物作用与潜流作用所产生的碳汇。9、通过建立Ca2+、Mg2+与HCO3-关系模型可得：灰岩地区Ca2+就可以与HCO3-建立良好的关系模型,相关性较好,而白云岩区Ca2+、Mg2+与HCO3-的相关关系比Ca2+与HCO3-的相关关系好；Ca2+、Mg2+与HCO3-的关系模型可以间接说明碳汇主要影响因子：由Ca2+Mg2+与HCO3-的关系模型可得岩溶区地表明流段,水生生物的光合作用是碳汇主要影响因子,而地下河或泉水出口处,地质作用、CO2分压可能是碳汇的主要影响因子。10、通过SWAT模型的模拟可知,潮田河流量除了受降雨作用的影响下,流域的渗透系数,水库的蓄水与排水直接影响到河流出口的流量,进而影响大潮田河流域的碳汇量；同时土壤的渗透系数变化与潮田河水的流量有直接的关系。经拟合,潮田河流域的流量与实际的流量基本一致。因此碳汇量也基本一致。并将潮田河流域的碳汇量表示为：F=42.43Q+13.98Q1(g)。