黄土塬区包气带土壤CO2的特征及成因

本文对甘肃省灵台县秋射村黄土包气带土壤CO2浓度及其δ13C、土壤含水量及细菌总数等指标进行了观测。研究结果表明黄土剖面中土壤CO2浓度远高于大气，不同黄土-古土壤层位的浓度有所差异，但没有明显的规律性。包气带-饱水带界面附近S14层位的CO2浓度最高，达4180μmol/mol。土壤CO2的δ13C主要集中在-21.31‰^-15.37‰之间，与1/[CO2]成正相关（r=0.7411）。表明灵台秋射剖面黄土CO2除来源于微生物分解土壤有机碳外，也与碳酸盐矿物-H2O-CO2化学平衡中碳酸盐沉淀的脱气作用有关。利用两端元混合法估算得到微生物降解有机碳对土壤CO2的贡献比例为40%~78%（平均65%），碳酸盐矿物风化/沉积过程对土壤CO2的贡献比例为22%~60%（平均35%），有机碳的贡献随深度递减，碳酸盐矿物沉积过程的贡献随深度递增。研究结果进一步证明黄土深层碳库内部碳库之间发生着碳的转化迁移，与大气碳库之间也存在着碳迁移。因此现代碳循环过程给黄土古气候定量重建研究提出了新的挑战与机遇，未来黄土古气候研究需重新审视黄土中物质及能量的现代迁移转化过程。