泥沙沉积层次对有机碳矿化和CO_(2)排放影响的模拟研究

[目的]探讨沉积区不同掩埋层位对CO_(2)在沉积剖面中产生和传输的影响,为定量评估黄土高原地区侵蚀-沉积环境下碳源/汇强度和功能提供理论依据。[方法]通过土柱回填控制性试验模拟沉积土层,在12 cm高土柱的顶部(2 cm)、中部(5 cm)和底部(9 cm)分别添加13 C标记的葡萄糖溶液,并设置3种13 C葡萄糖溶液浓度(26,52,104 mg C/kg),对比分析20℃恒温培养10 d期间,不同添加位置和葡萄糖溶液浓度对土柱表观CO_(2)释放速率的影响,并结合稳定性同位素示踪法,解析不同有机碳来源对表观CO_(2)的贡献,进而探讨不同掩埋层位对外源输入有机碳矿化的影响。[结果](1)低浓度葡萄糖添加处理下,外源添加葡萄糖的矿化程度在顶、中、底部分别为38.6%,65.1%,50.9%,存在显著性差异;而随着葡萄糖添加浓度的升高,各层位间的矿化程度趋于一致。(2)顶部添加葡萄糖后,表观CO_(2)中δ13 C峰值最大(376‰,1527‰,3176‰),出现最早(第1天),而添加葡萄糖位置越靠近底部,CO_(2)排放中δ13 C峰值越小(131‰、236‰、645‰),时间滞后(第2天),且添加层位对CO_(2)传输和排放的影响主要在低浓度葡萄糖添加处理时比较明显,高浓度时差异不大。[结论]沉积区掩埋层位可显著影响有机碳的矿化和CO_(2)的传输与排放,黄土高原地区碳源/汇强度的定量评估应明确侵蚀径流外源碳输入的层位和浓度的影响。