黑土层不同粒级结构下有机碳矿化的模拟研究

• Published in: 水土保持研究 Vol. 30; no. 2; pp. 74 - 80
• Main Authors: 张小真, 宋媛, 胡亚鲜
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学,北京 100049 2023; 中国科学院大学,北京 100049%西北农林科技大学 水土保持研究所,陕西 杨凌 712100%中国科学院 水利部 水土保持研究所,陕西 杨凌 7121002; 中国科学院 水利部 水土保持研究所,陕西 杨凌 7121002; 西北农林科技大学 水土保持研究所,陕西 杨凌 712100
• Subjects: 土层结构; 孔隙度; 冻融; 黑土; 有机碳矿化
• ISSN: 1005-3409
• DOI: 10.13869/j.cnki.rswc.2023.02.055

S152.4; 东北黑土坡耕地侵蚀沉积分异明显,且冻融交替频繁,但各坡位土层结构以及通气孔隙度随含水率和温度的季节性变化对有机碳矿化和CO2扩散效率的影响机理尚不清楚.以典型黑土坡耕地为研究对象,采集未侵蚀区表土风干、筛分后,选取粗(0.5～1 mm)、细(<0.125 mm)两种粒级,分层回填,全粗、全细、上粗下细、上细下粗4种土柱模拟典型坡位土层结构,对比分析冻融与非冻融不同温度梯度下,各土层结构CO2释放速率变化特征.结果表明:非冻融变温(5～30℃)条件下,各土层结构CO2释放速率存在显著差异,其中上粗下细土层CO2释放速率均值为14.45μg/(kg·h),显著高于其他土层,增幅达20％～59％,说明不同土层间土壤颗粒大小和上下堆叠关系对CO2传输效率有重要调控作用.经两次冻融作用后,0～15℃变温培养中,各土层间无显著差异,上粗下细土层CO2释放速率均值为4.17μg/(kg·h),略高于其他土层,说明冻涨融缩效应削弱了不同土层结构之间孔隙结构和联通性差异,减弱了因土层结构不同而导致的CO2释放速率的差异.研究结果明确了黑土层不同粒级上下堆叠结构及孔隙连通性对有机碳矿化的影响,可为深化侵蚀环境下碳源强度的定量评价提供理论依据.