自然降雨下紫色土坡耕地碳源添加对碳迁移及固碳的影响机制

• Published in: 水土保持学报 Vol. 39; no. 1; pp. 229 - 238
• Main Authors: 刘兵, 刘煜, 郝卓, 展晓莹, 张晴雯, 杨洋, 陈红琳, 陈尚洪, 刘定辉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081%中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所,北京 100081%河北建筑工程学院市政与环境工程系,河北 张家口 075000%四川省农业科学院农业资源与环境研究所,成都 610066 2025; 河北建筑工程学院市政与环境工程系,河北 张家口 075000
• Subjects: 有机碳固存; carbon transport; surface runoff; 紫色土坡耕地; natural rainfall; 地表径流; 碳迁移; purple soil slope; 自然降雨; organic carbon sequestration
• ISSN: 1009-2242
• DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2025.01.019

S157.1; [目的]紫色土土壤退化形势严峻,水体流失严重,土壤增碳固碳困难,为探究碳源添加对紫色土坡耕地碳固存的影响.[方法]以四川紫色土坡耕地为对象,在10°紫色土坡耕地设置不施肥(CK)、化肥十秸秆还田(T1)、化肥+秸秆生物炭(T2)、化肥+牛粪(T3)、化肥+有机改土基质(T4)、化肥+生物炭牛粪菇渣堆肥(T5)6种处理,每种处理重复3次.分析降雨量及不同碳源处理下径流、泥沙、碳质量分数的变化特征.[结果]1)降雨量＞30 mm,短时强降雨(16.1 mm/h)可促使地表径流的产出.碳源添加可显著减少地表径流量(p＜0.05),与CK相比,T2、T3、T5减流效益分别达到38.64％、38.61％、62.95％.不同处理产沙量为T1＞T4＞CK＞T2＞T3＞T5,最高较CK降低58.99％.2)地表径流有机碳流失主要以泥沙有机碳为主,占比为67.47％～90.43％.T2、T3、T5可有效减少有机碳迁移,较CK处理有机碳损失总量分别减少21.74％、19.40％、49.28％.T5处理可溶性有机碳(DOC)、可溶性无机碳(DIC)、可溶性总碳(DTC)、泥沙有机碳迁移通量较CK分别减少70.88％、70.92％、37.52％、60.07％.3)PLS-PM表明,降雨是碳迁移的主要驱动因子,降雨特征、土壤理化性质、不同碳源添加均不同程度地影响土壤有机碳固存.[结论]碳源添加(T2、T3、T5)使有机碳损失总量减少.T5处理有机碳固存量提升,T2和T3减少地表径流各碳组分的流失,而其有机碳固存量减少.表明碳源添加可提升碳质量分数,减少碳迁移,但固存量却减少,需长期试验来验证.研究结果对提升紫色土土壤肥力、维持土壤碳平衡和缓解土壤碳迁移具有重要意义.