大气CO2浓度升高对黑土有机碳稳定性的影响

作者：薛海清; 乔云发^*; 苗淑杰

来源：南方农业学报, 2023, 54(04): 1119-1126.

• 大气CO2浓度升高
• 有机碳
• 团聚体
• 13C同位素示踪" name="keyword">13C同位素示踪
• 黑土

【目的】阐明大气CO2浓度升高对黑土有机碳稳定性的影响，为黑土碳中和应对气候变化提供理论依据。【方法】以黑土为研究对象，依托中国科学院海伦农业生态试验站长期定位模拟气候变化开顶箱(OTC)试验平台，设2个处理，分别为对照处理(CK,CO2浓度400μmol/mol)和CO2浓度升高处理(eCO2,CO2浓度700μmol/mol)，采用13C同位素示踪法，研究大气CO2浓度升高对黑土及不同粒级团聚体有机碳稳定性的影响，并对土壤有机碳含量与更新率和半衰期进行相关分析。【结果】与CK相比，eCO2处理使>0.25 mm粒级团聚体含量显著增加11.09%(P<0.05，下同)，0.25～0.053 mm粒级团聚体含量显著减少23.85%，提升团聚体的平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)；大气CO2浓度升高使>0.25 mm粒级团聚体有机碳显著增加11.61%,0.25～0.053 mm粒级团聚体有机碳含量显著减少8.72%，全土及<0.053 mm粒级团聚体有机碳含量无显著变化(P>0.05，下同)。13C丰度随着粒级减小而依次增大，且CO2浓度升高使全土及各个粒级团聚体的13C丰度均显著降低，全土、>0.25 mm粒级及0.25～0.053 mm粒级团聚体的更新率分别显著增加34.62%、21.60%和57.22%，半衰期依次显著降低34.61%、19.63%和36.84%,<0.053 mm粒级团聚体更新率和半衰期未发生显著变化；更新率与全土和>0.25 mm团聚体有机碳含量呈显著正相关，半衰期与全土和>0.25 mm团聚体有机碳含量呈显著负相关。【结论】大气CO2浓度升高对黑土有机碳含量影响不显著，但使大团聚体结构稳定性和有机碳含量增加，加快全土和大团聚体有机碳更新周转，有利于提升黑土肥力。

• 单位
  南京信息工程大学