石灰土对硫酸型酸雨缓冲过程模拟及碳汇效应研究
赵光帅1
黄奇波2
朱义年3
李腾芳2
普政功2
1.桂林理工大学环境科学与工程学院,广西 桂林541004;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林541004;联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心,广西 桂林541004;广西岩溶资源环境工程技术研究中心,广西桂林5410042.中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西 桂林541004;联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心,广西 桂林541004;广西岩溶资源环境工程技术研究中心,广西桂林5410043.桂林理工大学环境科学与工程学院,广西 桂林541004
摘要：硫酸型酸雨沉降至地表经石灰土缓冲后,参与碳酸盐岩溶蚀及对岩溶碳汇的影响尚不明确,严重制约了我国岩溶碳汇效应的准确评估.本研究通过设置不同土层厚度条件下pH4.5的硫酸型酸雨淋滤实验,以明确石灰土对硫酸型酸雨的缓冲过程及关键控制因素.结果表明:石灰土对酸雨的缓冲作用主要发生在表层(10 cm),淋出液中Ca2+、Mg2+、HCO-3含量在淋溶初期均表现快速降低,当淋溶量(土壤水达饱和后)为1 020 mL时Ca2+、Mg2+、HCO-3淋失量趋于稳定,稳定淋失量分别为20 mg·L-1、6 mg-L-1、40 mg-L-1.淋出液中被酸雨H+交换出的Ca2+、Mg2+仅占很小一部分,土壤水溶性Ca2+、Mg2+是淋出液中Ca2+、Mg2+的主要部分,开放系统中,大气和土壤CO2溶于降雨形成H2CO3不仅增加碳汇,且H2CO3解离产生的H+交换土壤中交换态Ca2+、Mg2+,造成Ca2+、Mg2+的淋失量不容忽视.不同厚度石灰土中交换性钙镁可缓冲酸雨容量均大于土壤碳酸钙矿物可缓冲容量,前者是后者的1.17～1.59倍.相同酸度、同一降雨量(土壤水达饱和后)下土壤盐基离子参与酸雨缓冲产生的碳汇量约为碳酸盐矿物风化缓冲产生碳汇量的2.1倍,不同厚度(≥10 cm)石灰土产生的碳汇量大致相等.根据本次实验及桂林市降雨数据计算,桂林市质纯石灰岩风化残积土壤区(土层厚度≥10cm),土壤盐基离子参与酸雨缓冲每年可产生0.59～0.93 mol·m-2的碳汇通量.
关键词：石灰土硫酸型酸雨盐基离子缓冲机制碳汇通量
分类号：X517(大气污染及其防治)X142(环境地学)
资助基金：广西自然科学基金重点基金项目(2018GXNSFDA281036)中国地质调查项目(DD20221758)
论文发表日期：2022-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 796-807 )
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