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自然降雨下紫色土坡耕地碳源添加对碳迁移及固碳的影响机制

文献类型: 中文期刊

作者: 刘兵 1 ; 刘煜 2 ; 郝卓 2 ; 展晓莹 2 ; 张晴雯 2 ; 杨洋 1 ; 陈红琳 3 ; 陈尚洪 3 ; 刘定辉 3 ;

作者机构: 1.河北建筑工程学院市政与环境工程系

2.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所

3.四川省农业科学院农业资源与环境研究所

关键词: 自然降雨;紫色土坡耕地;地表径流;碳迁移;有机碳固存

期刊名称: 水土保持学报

ISSN: 1009-2242

年卷期: 2025 年 39 卷 001 期

页码: 229-238

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: [目的]紫色土土壤退化形势严峻,水体流失严重,土壤增碳固碳困难,为探究碳源添加对紫色土坡耕地碳固存的影响。[方法]以四川紫色土坡耕地为对象,在10°紫色土坡耕地设置不施肥(CK)、化肥+秸秆还田(T1)、化肥+秸秆生物炭(T2)、化肥+牛粪(T3)、化肥+有机改土基质(T4)、化肥+生物炭牛粪菇渣堆肥(T5)6种处理,每种处理重复3次。分析降雨量及不同碳源处理下径流、泥沙、碳质量分数的变化特征。[结果]1)降雨量>30 mm,短时强降雨(16.1 mm/h)可促使地表径流的产出。碳源添加可显著减少地表径流量(p<0.05),与CK相比,T2、T3、T5减流效益分别达到38.64%、38.61%、62.95%。不同处理产沙量为T1>T4>CK>T2>T3>T5,最高较CK降低58.99%。2)地表径流有机碳流失主要以泥沙有机碳为主,占比为67.47%~90.43%。T2、T3、T5可有效减少有机碳迁移,较CK处理有机碳损失总量分别减少21.74%、19.40%、49.28%。T5处理可溶性有机碳(DOC)、可溶性无机碳(DIC)、可溶性总碳(DTC)、泥沙有机碳迁移通量较CK分别减少70.88%、70.92%、37.52%、60.07%。3) PLS-PM表明,降雨是碳迁移的主要驱动因子,降雨特征、土壤理化性质、不同碳源添加均不同程度地影响土壤有机碳固存。[结论]碳源添加(T2、T3、T5)使有机碳损失总量减少。T5处理有机碳固存量提升,T2和T3减少地表径流各碳组分的流失,而其有机碳固存量减少。表明碳源添加可提升碳质量分数,减少碳迁移,但固存量却减少,需长期试验来验证。研究结果对提升紫色土土壤肥力、维持土壤碳平衡和缓解土壤碳迁移具有重要意义。

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