碳酸盐岩风化碳汇的土地利用调控机制模拟研究取得新认识

  在全球碳循环的研究中,遗失碳汇一直以来是研究的热点问题,而其中碳酸盐岩风化碳汇是一个重要的组成部分。碳酸盐岩风化碳汇强度可以通过改变土地利用类型来实现调控,但是其中具体的调控机制,缺乏系统深入的研究。此外以往此方面的研究多选择在野外天然流域开展,这面临着流域边界模糊、流量测不准和土地利用类型复杂多样等问题。 

  针对上述问题,中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室刘再华研究员带领的喀斯特作用碳汇研究小组,利用贵州普定沙湾大型水-碳通量模拟试验场(照片),在可控的试验条件下,通过连续监测不同土地利用下土壤CO2浓度、模拟泉水文水化学参数的时空动态变化,并定义新参数LCIC评价土地利用类型变化对碳酸盐岩风化碳汇强度的影响,揭示了土地利用调控碳酸盐岩风化碳汇强度的机制,为石漠化地区通过植被恢复人为增汇时植被物种的选择提供了科学依据。研究发现:(1)土地利用类型改变会在增加水体DIC浓度的同时,降低流域径流深,而LCIC的绝对值被用来评价二者的综合影响;(2)碳酸盐岩风化碳汇强度从高至低依次为:草地、耕地、灌木地、裸岩地、荒地;(3)在喀斯特石漠化植被恢复初期,草地是增汇的最佳选择。本研究在方法层面提供了两个重要的结论:(1)大型水-碳通量模拟试验场这种控制性试验十分有助于碳酸盐岩风化碳汇的研究;(2LCIC可以成为判断、预测土地利用改变造成碳酸盐岩风化碳汇强度改变方向的有效参数。 

  本研究为土地利用调控碳酸盐岩风化碳汇机制、人为改变土地利用类型增加碳汇等问题的解决提供了新的科学证据和理论支撑,具有重要的科学价值。相关成果已发表在国际地球化学杂志《Chemical Geology》上。原文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009254117305879 

                

                                                        贵州普定沙湾大型水-碳通量模拟试验场 

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中国科学院地球化学研究所

中国科学院地球化学研究所以矿床地球化学、环境地球化学、地球深部物质与流体作用地球化学、月球与行星科学为主攻方向,主要开展地球物质循环的地球化学过程及其与矿产资源的形成分布规律与模式和人类生存环境变化的内在联系以及与空间探测有关的基础性和前瞻性研究。

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