地化所碳酸盐岩风化碳汇的土地利用调控机制模拟研究获进展

在全球碳循环研究中，遗失碳汇是热点问题之一，而碳酸盐岩风化碳汇是重要组成部分。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，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研究员刘再华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（如图），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。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有助于碳酸盐岩风化碳汇的研究；（2）LCIC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。

该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。相关研究成果发表在Chemical Geology上。

贵州普定沙湾大型水-碳通量模拟试验场