摘要：[目的]探讨沉积泥沙粒级及厚度对剖面CO2传输过程的影响,明确不同含水率条件下侵蚀黄土不同粒级抑制CO2排放的有效沉积厚度,为完善沉积区有机碳矿化和排放过程提供理论依据。[方法]通过沉降速度分选为4个粒级(≥250μm,250～125μm,125～63μm,≤63μm),各粒级分别在静态水体中沉积形成0.4 cm,0.7 cm,1.4 cm和2 cm4个薄层沉积厚度。各沉积土柱保持田间持水量,先进行恒湿自矿化(7 d),后将13C葡萄糖标记黄土置于土柱底部作为独立CO2释放源,进行13C标记CO2示踪(7 d),最后将各土柱自然干裂(7 d),对比这3个阶段的CO2释放效率和13C相对丰度变化特征。[结果](1)各土柱的平均CO2通量在恒湿自矿化阶段(无13C标记CO2释放源)为0.21μg/(cm2·h),略低于13C标记CO2示踪阶段的0.35μg/(cm2·h),且两者均显著低于自然干裂阶段0.9μg/(cm2·h),说明湿润状态下黄土沉积层均对CO2释放有不同程度的抑制作用,但随着土壤干裂,封存于土层中CO2便会集中释放,削弱沉积碳汇效应。(2)粗颗粒(D≥250μm)在3个培养阶段的平均CO2通量较细颗粒(D<63μm)分别高出77.9%,39.6%和30.8%,且粗颗粒在3个培养阶段的CO2通量和13C相对丰度差异比细颗粒更显著,且峰值提前1 d。(3)各沉降粒级在湿润状态时,粒径≥125μm的黄土容重较小而充气孔隙度和气体扩散系数相对较大,需至少2 cm沉积厚度才可有效抑制CO2传输,而粒径为63≤D<125μm和D<63μm时,充气孔隙度和气体扩散系数极小,仅1.4 cm甚至更薄的沉积厚度,便可有效抑制CO2向表土扩散。[结论]黄土沉积区须有细密颗粒覆盖且保持较高的含水率才可有效抑制CO2向地表传输,从而保证沉积掩埋碳汇效应,且不同黄土颗粒抑制CO2排放的有效沉积厚度存在差异。
文章目录
1 材料与方法
1.1 研究区概况与样品采集
1.2 土壤团聚体分级和室内培养
1.3 土壤颗粒其他理化指标的测定
1.4 数据处理与分析
2 结果与分析
2.1 黄土各沉降粒级重量分布和基本理化特性
2.2 黄土各沉降粒径不同沉积厚度下的碳通量
2.3 黄土各沉降粒径不同沉积厚度下表观气体δ13C
3 讨 论
4 结 论
