云南省深层土壤有机碳的估算及其影响因素分析*
2021-06-11楚梦玮侯巍楹净婷菲常兆峰段文焱周丹丹李芳芳
楚梦玮,侯巍楹,净婷菲,常兆峰,段文焱,周丹丹,李芳芳
(1.昆明理工大学 环境科学与工程学院,云南 昆明 650500;2.云南省土壤固碳与污染控制重点实验室,云南 昆明 650500)
目前,由温室效应引起的全球变暖问题已成为全世界关心的重要问题[1],而土壤有机碳储量(soil organic carbon reservoir,SOCR)的变化是导致全球气候变化的一个潜在因素。地表温度增加,会大大增强土壤呼吸作用,导致CO2等温室气体不断地从土壤释放到大气中。SCHIMEL 等[2]研究发现:当地表温度每升高1 ℃,土壤就会释放出至少11.1 pg (pg=1015g)的碳,这是引起全球气候变暖的主要原因之一。因此,SOCR 的估算是预测全球气候变化中不可忽略的重要因素。
由于表层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量高且易受环境因素的影响,国内外以前对于SOC 储存量的估算主要集中在表层土壤(0~30 cm),而忽略了对深层土的研究[3-6]。土壤SOC的主要来源是植物的分泌物和脱落物[7]、土壤微生物[8]以及可溶性有机碳[9],其中绝大部分来源于深根植物的根系脱落物。因此,一方面,通过加强深根植物的光合作用,可促进更多根系脱落物碳保留于深层土壤,将是减缓气候变化的潜在有效的碳储存途径[10];另一方面,通过刺激深层土壤微生物活性,增加微生物生长量,产生更多的微生物残体和分泌物与矿物形成紧密的有机无机复合体,也能加强深层土壤固碳[11]。但当大量新鲜有机碳通过深根植物的根系脱落物与分泌物输入土壤时,可能会通过激发效应导致深层土壤中的SOC 大量分解[12]。所以研究深层SOCR 和土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD),有利于对土壤碳稳定和碳循环的研究[13],同时也有利于污染物沉积[14-16]和农作物肥力的相关研究[17-19]。……
