土壤改良對巖溶碳匯影響的試驗研究——以廣西平果果化示范區(qū)為例.pdf

1、在全球碳循環(huán)研究中，人們?nèi)找骊P(guān)注陸地生態(tài)系統(tǒng)對大氣 CO2的源匯效應(yīng)。表層巖溶系統(tǒng)中，土壤作為巖溶作用發(fā)生的重要媒介，其理化性質(zhì)的變化及土壤生物活動的產(chǎn)物對巖溶作用強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響。我國西南巖溶區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，土地承載力低，人地矛盾突出，分布著面積較廣的中低產(chǎn)田，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重限制。將石漠化綜合治理與巖溶區(qū)土壤固碳增匯有機(jī)結(jié)合，成為研究的熱點。在長期的石漠化治理過程中，已經(jīng)探索出一系列較為可行的土壤改良技術(shù)，在借鑒優(yōu)質(zhì)土壤改良技術(shù)的基

2、礎(chǔ)上，深入研究土壤改良對巖溶碳匯的影響，為探索巖溶地區(qū)固碳增匯途徑提供科學(xué)依據(jù)。
　　本研究以巖溶動力學(xué)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合地球系統(tǒng)科學(xué)思維的模式，利用以糖廠濾泥為主的有機(jī)肥對石灰土進(jìn)行改良，依據(jù)巖溶作用發(fā)生的機(jī)理，從土壤理化性質(zhì)、野外溶蝕試驗、土壤滲透水化學(xué)指標(biāo)、土壤生物量、土壤環(huán)境因子動態(tài)監(jiān)測等方面，對土壤改良效果進(jìn)行全面深入的分析，探究了巖溶區(qū)土壤改良對碳酸鹽巖溶蝕作用的影響，并計算了可能產(chǎn)生的碳匯量。
　　利用有機(jī)肥改良

3、土壤首先對土壤理化性質(zhì)有較大的改善，經(jīng)過改良之后，土壤氣相、液相、固相三相比得到了調(diào)節(jié)，使得土壤調(diào)節(jié)水、肥、氣、熱的能力得到了提升。其次，經(jīng)過改良之后，土壤有機(jī)質(zhì)及土壤微量元素有效態(tài)含量提高，土壤有機(jī)碳儲量由改良前的36534.53t增加為37335.44t，增加量為800.90t。土壤養(yǎng)分的增加，促進(jìn)了作物的光合作用，有利于吸收大氣中的CO2，同時土壤生物活性的增強(qiáng)，有利于土壤中形成高濃度的CO2，促進(jìn)了巖溶作用的發(fā)生。此外，有機(jī)質(zhì)分

4、解及植物根系分泌產(chǎn)生的有機(jī)酸，在促進(jìn)碳酸鹽巖溶蝕的同時，與土壤中 Ca2+離子結(jié)合形成穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì)組分，增加了土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性。
　　利用主成份分析法，可知，研究區(qū)內(nèi)，影響土壤中巖溶作用的主要因素為土壤深度和土壤 CO2濃度，土壤深度受到碳酸鹽巖成土速率的影響，在土壤熟化和形成過程中，土壤生物作用不容忽視。土壤 CO2濃度主要來源于土壤內(nèi)動植物的呼吸作用和微生物分解有機(jī)碳時的釋放。此外，植物根系分泌的有機(jī)酸及有機(jī)質(zhì)被分解時產(chǎn)生的

5、有機(jī)酸能夠促進(jìn)巖溶作用的正向運(yùn)動。因此，土壤生物作用對碳酸鹽巖的溶蝕產(chǎn)生重要影響，經(jīng)過改良后的土壤，土層10-20cm養(yǎng)分得到提高，土壤根系更加發(fā)達(dá)，土壤生物活性提高，使得土壤 CO2濃度增加量較大，最大值出現(xiàn)在春季土層20cm處，為28875.24mg/m3。
　　石灰?guī)r試片溶蝕量在不同土層、不同地塊內(nèi)溶蝕速率差異性較大，溶蝕速率最大出現(xiàn)在土層40cm處，為3.1796 mg/(cm2?a)，在土層20cm處出現(xiàn)峰值，為2.91

6、66 mg/(cm2?a)，這也表明了土壤生物活動以及土壤厚度對巖溶作用產(chǎn)生影響。
　　利用所得數(shù)據(jù)，對土壤改良后可能增加的碳匯量做了估算，如果將果化示范區(qū)內(nèi)66.41hm2耕地土壤進(jìn)行改良，則較未改良耕地增匯2.75 tCO2/a。
　　經(jīng)過改良后,地上生物量大為提高，試驗區(qū)生物量達(dá)973.80g/m2，是對照區(qū)生物量的1.85倍，同時作物產(chǎn)量也有較大提高，試驗區(qū)比對照區(qū)火龍果增產(chǎn)27.64％，花生增產(chǎn)37.73％，扣除投