不同土地利用方式下亚热带花岗岩小流域碳汇潜力及其影响因素

• 作者: 左双苗 张甘霖 杨金玲 黄来明
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 流域 植物固碳 岩石风化 风化固碳 碳汇潜力
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1-8
• 页数: 8页
• 分类号: X14
• 字数: 8317字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.01.001

摘要

了解小流域尺度上植物生长与岩石风化对 CO2吸收的相对贡献对评估生态系统碳汇功能有重要意义，但过去的研究大多集中在某一单一过程且多基于特定土地利用类型。本研究以亚热带丘陵地区不同土地利用方式下的3个花岗岩小流域（F-100%森林、FA1-82%森林/18%农田和FA2-76%森林/24%农田）为研究区，自2010年3月至2012年2月定期监测了流域内的雨水、径流水，并采集了植物样品，分析其化学组成，系统研究了小流域尺度下植物生长和岩石风化的碳汇潜力及其影响因素。结果表明，F流域中不同林分（马尾松Pinus massonianaLamb.阔叶树混交林、杉木Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.阔叶树混交林、马尾松林、杉木林、灌木林和竹Bambusoideae林）的碳密度和年均CO2吸收通量均不相同，碳汇潜力存在差异。不考虑施肥的影响，F、FA1和FA2流域植被的碳密度分别为44.5、37.3和35.0 t·hm-2，植被年均单位面积吸收CO2的量分别为10.5、11.8和12.4 t·hm-2·a-1，岩石风化消耗CO2的量分别为54.7×10-3、99.8×10-3和109.2×10-3 t·hm-2·a-1，均随农田比例的增加而增加。施肥对农田水稻（Oryza sativa）碳截留的直接贡献很小，但可通过多种途径间接影响农田的碳汇潜力。3个流域径流水中HCO3-的物质的量浓度随农田比例增加而增加，在一定程度上受到施肥的影响，扣除施肥对径流水中HCO3-的贡献外，FA1和FA2流域土壤风化吸收CO2的量分别为84.4×10-3和88.6×10-3 t·hm-2·a-1，仍高于F流域土壤风化吸收的大气 CO2的量，说明农田土壤和森林土壤通过风化对 CO2的固定存在差异。因此，农业活动在一定程度上影响了流域碳汇，不同土地利用方式下流域的碳汇潜力存在差异。尽管短时间尺度上植物生长对流域碳汇的贡献远高于岩石风化，但植物的收获与利用也可能加剧生态系统的碳排放，而硅酸岩风化在任何尺度上都是净碳汇，因而在地质时间尺度上硅酸盐风化对全球碳循环的影响不容忽视。