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摘要
土壤CO2与土下岩溶作用密切相关。了解不同土地利用类型下土壤CO2的时空变化特征及来源,将有助于准确揭示岩溶碳循环规律。2018年1—5月,在柏树湾和后沟2个岩溶泉域不同深度土壤中插入PVC管,并通过注射器抽取土壤CO2样品,通过对比土壤CO2浓度及其δ13C的变化特征分析岩溶作用与土壤CO2之间的关系,并对土壤CO2的来源进行示踪。结果表明,(1)柏树湾土壤CO2浓度(1 812—18 654μmol·mol-1)大于后沟(507—9 975μmol·mol-1)。2个泉域上覆土壤的δ13C相近,但柏树湾和后沟土壤CO2的δ13C分别为-22.4‰—-17.03‰和-16.33‰—-11.45‰。土壤CO2的δ13C接近其上覆植被,说明上覆植被差异是造成柏树湾土壤CO2浓度大于后沟的主要原因。(2)柏树湾土壤CO2浓度最大值出现在4月,并在5月降低;后沟除20 cm处土壤CO2浓度最大值出现在5月外,其他深度土壤CO2浓度最大值也出现在4月,并且在3月和5月分别出现了降低的趋势。土壤CO2浓度的时间变化受温度和降水共同影响,过多的降水量可能对土壤CO2产生抑制作用。(3)在垂向变化上,1—3月柏树湾和后沟土壤CO2浓度均未出现双向梯度,而是同非岩溶区一样,表现为随土壤深度的增加而增加。这可能是由于1—3月降水减少导致土壤含水量降低,从而限制了岩溶作用对底部土壤CO2的消耗造成的。而随着降水增加,土下岩溶作用增强,促进了底部土壤CO2的消耗,土壤CO2浓度的垂向变化由单向梯度转为双向梯度。另外,各泉域不同深度土壤CO2的δ13C差异较小,并且具有相似的季节变化规律,证实H2SO4和HNO3溶蚀碳酸盐岩产生的CO2对土壤CO2的影响较小。
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